원자 문제

도체 및 절연체

원자가 서로 결합하는 방식은 이들이 형성하는 물질의 전기적 특성에 영향을줍니다. 예를 들어, 금속 결합에 의해 함께 유지되는 물질에서, 전자는 금속 이온 사이에서 느슨하게 떠 다닌다. 이러한 전자는 전기력이 가해지면 자유롭게 움직일 수 있습니다. 예를 들어, 구리 와이어가 배터리의 극을 가로 질러 부착되면, 전자는 와이어 내부로 흐를 것이다. 따라서 전류가 흐르고 구리가 도체라고한다.

그러나 도체 내부의 전자 흐름은 그렇게 간단하지 않습니다. 자유 전자는 잠시 동안 가속되지만 이온과 충돌합니다. 충돌 과정에서 전자에 의해 획득 된 일부 에너지는 이온으로 전달됩니다. 결과적으로 이온이 더 빨리 움직이고 관찰자는 와이어의 온도 상승을 알 수 있습니다. 전자 운동에서 열 에너지로의 전기 에너지 변환을 전기 저항이라고합니다. 저항이 높은 재료에서는 전류가 흐르면 와이어가 빨리 가열됩니다. 구리선과 같이 저항이 낮은 물질에서는 대부분의 에너지가 움직이는 전자와 함께 유지되므로 물질이 한 지점에서 다른 지점으로 전기 에너지를 이동시키는 데 능숙합니다. 상대적으로 저렴한 비용과 함께 우수한 전도성이 구리가 전기 배선에 일반적으로 사용되는 이유입니다.

정확한 반대 상황은 전자가 모두 이온 또는 공유 결합에 고정되어있는 플라스틱 및 세라믹과 같은 재료에서 얻을 수 있습니다. 이러한 종류의 물질이 배터리의 극 사이에 놓이면 전류가 흐르지 않으며 전자가 자유롭게 이동할 수 없습니다. 이러한 재료를 절연체라고합니다.

자기 적 성질

물질의 자기 적 성질은 원자에서 전자의 거동과도 관련이 있습니다. 궤도상의 전자는 전류의 소형 루프로 생각할 수 있습니다. 전자기 법칙에 따르면 이러한 루프는 자기장을 생성합니다. 핵 주위의 궤도에있는 각 전자는 자체 자기장을 생성하며 전자와 핵의 고유 필드와 함께이 필드의 합은 원자의 자기장을 결정합니다. 이 모든 분야가 상쇄되지 않는 한, 원자는 작은 자석으로 생각할 수 있습니다.

대부분의 재료에서 이러한 원자 자석은 임의의 방향을 가리 키므로 재료 자체는 자성이 아닙니다. 예를 들어 무작위로 배향 된 원자 자석이 강한 외부 자기장에 배치되는 경우와 같이 어떤 경우에는 정렬되어 프로세스의 외부 장을 강화합니다. 이 현상을 마그네토 마지 즘이라고합니다. 철과 같은 몇 가지 금속에서 원 자간 힘은 원자 자석이 수천 개의 원자를 가로 질러 영역에 정렬되도록하는 힘입니다. 이러한 지역을 도메인이라고합니다. 일반 철에서는 도메인이 무작위로 배향되므로 재료가 자성이 아닙니다. 그러나 철을 강한 자기장에 넣으면 도메인이 정렬되고 외부 필드가 제거 된 후에도 정렬 된 상태를 유지합니다. 결과적으로, 철 조각은 강한 자기장을 얻을 것입니다. 이 현상을 강자성이라고합니다. 영구 자석은 이런 식으로 만들어집니다.

핵