Lompat ke konten

Bagaimana cara magnet bekerja?

blank
Print Friendly, PDF & Email
Waktu sekolah, kita sudah diajarkan tentang berbagai hal tentang magnet. Kita sudah diajari tentang jenis-jenis magnet, cara membuat magnet, atau fakta bahwa magnet punya kutub utara dan selatan. Tapi sayangnya banyak yang tidak tahu hal yang paling mendasar. Bagaimana cara magnet bekerja?

Untuk mengerti tentang magnet, kita akan menelaah ke dunia subatomik. Beberapa partikel subatomik, di antaranya yakni kuark–yang menyusun proton dan neutron–dan elektron, memiliki hal yang disebut momen magnetik intrinsik, atau untuk lebih mudah membayangkannya, setiap partikel adalah “magnet mini”. Belum ada yang tahu bagaimana sifat “magnet mini” ini tercipta, tapi begitulah adanya.

Momen magnetik intrinsik secara akumulatif membentuk momen magnetik. Menurut Wikipedia, momen intrinsik dijelaskan sebagai “kekuatan dan orientasi magnetik yang dapat menghasilkan medan magnet”. Momen magnetik mengalir dari kutub selatan ke kutub utara

blank
Proton yang terdiri dari 2 kuark naik (up) dan satu kuark turun (down).
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b7/Proton_quark_structure.svg/225px-Proton_quark_structure.svg.png

Perlu diketahui bahwa momen magnetik yang dihasilkan inti atom jauh lebih kecil daripada elektron, sehingga dapat diabaikan. Kita akan menggunakan momen magnetik yang dihasilkan elektron untuk mewakili momen magnetik yang dihasilkan atom. Untuk elektron sendiri, momen magnetik total dihasilkan dari geraknya mengelilingi inti atom (orbital) dan rotasi dengan sumbunya sendiri (spin)

Lalu, jika elektron dapat menghasilkan momen magnetik, kenapa tidak semua benda menjadi magnet? Momen magnetik merupakan besaran vektor. Dengan kata lain, nilai momen magnetik dipengaruhi oleh jumlah dan arahnya. Momen magnetik harus memiliki arah yang sama dengan momen magnetik lainnya agar semakin kuat.

Sebelumnya, kita harus memahami struktur orbit elektron pada atom. Sebenarnya dibandingkan orbit yang seperti tata surya, orbit elektron lebih seperti ‘cangkang’ atau ‘awan’. Tingkatan konfigurasi elektron terdiri dari kulit, subkulit, orbital, dan spin. Untuk lebih jelasnya mengenai struktur atom silahkan membaca Sejarah Perkembangan Teori Atom

blank
Konfigurasi elektron menurut teori mekanika kuantum
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/86/AOs-1s-2pz.png/250px-AOs-1s-2pz.png

Singkatnya, subkulit terdiri dari satu atau lebih orbital, dan setiap orbital memiliki kuota satu pasang elektron. Setiap satu pasangan elektron memiliki arah putaran atau orbit yang saling berkebalikan. Karena arahnya yang berkebalikan inilah, sehingga momen magnetik kedua elektron saling menghilangkan

Namun lain halnya dengan atom yang tidak memiliki elektron lengkap. Atom ini memiliki satu atau beberapa elektron yang bebas atau tidak berpasangan. Elektron-elektron yang tidak berpasangan berputar pada arah yang sama, sehingga momen magnetiknya terakumulasi. Itulah mengapa unsur dengan elektron yang tidak lengkap, seperti besi, kobalt, nikel, dan tembaga lebih sering berinteraksi dengan aktivitas magnet dibandingkan unsur yang memiliki elektron yang lengkap

blank
Susunan elektron pada atom besi (Fe)
https://cdn.hswstatic.com/gif/magnet-electron-shell.gif

Tidak hanya sampai di situ. Agar suatu benda yang tersusun dengan contoh unsur di atas menjadi magnet permanen, momen magnetik tiap atom yang menyusun benda harus memiliki arah yang sama, sehingga momen magnetiknya terakumulasi dan tidak saling membatalkan. Benda yang memiliki posisi atom seperti ini disebut feromagnetik.

Paramagnetik sama seperti feromagnetik yang unsur penyusunnya tidak memiliki elektron yang lengkap, namun arah momen magnetik acak tiap atomnya. Benda paramagnetik perlu diberi magnet terlebih dahulu sehingga arah momen magnetik tiap atomnya menjadi searah, dan menyebabkannya menjadi magnet juga. Inilah yang sering kita sebut dengan proses membuat magnet secara induksi.

Referensi:

https://science.howstuffworks.com/agnet.htm#pt3

https://www.livescience.com/32633-how-do-magnets-work.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_moment

Kalian juga bisa menonton video di bawah ini:

Setelah selesai membaca, yuk berikan artikel ini penilaian!

Klik berdasarkan jumlah bintang untuk menilai!

Rata-rata nilai 0 / 5. Banyaknya vote: 0

Belum ada yang menilai! Yuk jadi yang pertama kali menilai!

Artikel Terkait:

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *