「鉄は磁石になるが銅はならないのはなぜ」が実は超難問…「スピンが」「磁性の説明も」「量子学なんだよ」など専門用語が飛び交う

ぎーち(ブレイク兄) @BREAK_BROTHER

パウリの常磁性とか3d軌道でのスピンの振る舞いを説明せなあかんやつやん twitter.com/kaityo256/stat…

ロボ太 @kaityo256

俺「なんで理科わからないまま放ってるんだよ」 息子「だって・・・」 俺「家に理科の専門家いるんだから聞けよ」 息子「じゃあさ、なんで鉄は磁石になるのに銅はならないの？」 俺「ごめん、それは俺も説明できない」 息子「おい専門家」

2022-02-06 22:33:25

中年社畜ソエンジニア @shiba_inu_mac

電子のスピンがなんたらかんたら… twitter.com/kaityo256/stat…

Scholes@FF11_Valefor&FF14_Ridill @ScholesValefor1

スピン量子数がどうたらこうたらで不対電子がどうたらこうたらだったと思います。超うろ覚え…。 twitter.com/kaityo256/stat…

てぃーしー@C104申し込み中 @overdrive_02

電子スピンの不対ってやつだ twitter.com/kaityo256/stat…

レジ担当(養分) @Yo_bun_izonsho

むしろ、磁性を都合よく説明するためにスピンの概念が生まれたんだろう、と疑っている。 twitter.com/kaityo256/stat…

Toshi @t0shi_

リプライにある説明やその批判は色々だが、磁性現象全ての説明ではなく鉄と銅の違いなので、最小限の説明としてはフェリ磁性、反強磁性は考慮に入れず、最悪、常磁性と強磁性がごっちゃでもよいだろう。スピンを考えるに際して銅にも不対電子あるんじゃ？となるから、バンドまでは考える必要があるそう twitter.com/kaityo256/stat…

禺　心　土　ノ　日 @awanderingFool

これは確かに、キツい。 説明できるのは基本的にガチ物理教員か物好き理科教員レベル。 「電子、スピン　で調べ、鉄と銅の電子配置を比較して見ろ」が餌の投げ方だろうか･･････。 でもいい質問だなぁ。 twitter.com/kaityo256/stat…

鬼怒川結城@早く終わらせようと思う小説書き（🐬🌱）さんと他777人 @a_LonelyWriter

@kaityo256 電磁石にした時の磁力を保つためには、その金属の不対電子の有無が関わってくるんだが、そもそも不対電子とはなんぞやってところからかな…

とある電気系の苦学生 @toarudenkikei

これは理科というより量子力学の話しで、電子スピンとか軌道角運動量とか計算した結果鉄が磁性をもつんよね。鉄とコバルト、ニッケルは遷移元素の中でも特に磁性が強い強磁性体になるんだけど、磁性を表す計算式みたいなやつがすごく説明しにくい（）電子軌道から話さないといけないからすごく長いし twitter.com/kaityo256/stat…

seidou_system @seidou_system

「鉄原子自体に磁性があり、その方向が並んだとき鉄原子の塊が磁石としての性質を持つ。銅の原子には磁性がないので並び方を変えても磁石にならない」でいんじゃね。 twitter.com/kaityo256/stat…

maroon🐈‍⬛cat @cat_maroon

世に磁性をまともに説明できる人は少ないだろうな。 モノポールの不存在(電磁気) 物質の磁性→原子(不対電子)、分子(量子力学、MOとか　及び不対電子)、固体(量子統計力学、バンド構造とか) 相転移→イジング模型(統計力学)、超伝導(量子統計) Dynamics: 電磁気学、特殊相対論 twitter.com/kaityo256/stat…

Koji Horiba @KojiHoriba

@kaityo256 ストーナー条件を満たしてないから、かな。

早川尚男 @hhayakawa

@KojiHoriba @kaityo256 note.com/yukishiomi/n/n… こんな話は聞いた記憶があるけど、直ぐには出てこないな。

もふ@( °ω° )ｵｵｳ…天ｶﾞ地ｶﾞ人ｶﾞﾏﾝﾃﾞﾗｶﾞ @mofumf

@hhayakawa @KojiHoriba @kaityo256 ＞ 基本はこの辺りが正解なんだけど、 これは単結晶内部での理論なので 実際の巨視的な金属塊では 粒界やら含有他元素の触媒作用やら 非平衡状態やら応力の有無や遷移温度による結晶構造の変化等、シミュレーションは非常に複雑化する。

ますたあ陽太郎4s @kaolu4s

ざっくりした説明としては isee.nagoya-u.ac.jp/50naze/chijiki… このページがわかりやすいと思いました。さすが名大。 twitter.com/kaityo256/stat…

やつはし @hala_hetta

この素朴な疑問、大学でやっと理屈がわかったよ。 詳しくは忘れたけど、金属原子のM殻3d軌道に入る電子のスピンに由来する磁気モーメントによって、各金属や合金は磁石にくっついたりくっつかなかったりする。だっけな？ 画像出典はここ kk-actus.jp/source twitter.com/kaityo256/stat… pic.twitter.com/d87oRB82bU

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adel @adel_314

電子のスピンが磁性のもとだから、基本的に3d軌道の不対電子の数で良いと思うけど、ここに結晶状態による電子軌道の説明と外部から磁場をかけてスピンを整列させるとかいう話が入って来るから説明がとても難しい… pigboat-don-guri131.ssl-lolipop.jp/C%20Electronic… twitter.com/kaityo256/stat… pic.twitter.com/16c4zd1msE

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SHIO＠化学屋さん🧪 @drLogouT

磁性の有無は＂不対電子＂が関係しています🤔原子には電子の入る部屋(軌道)が存在し,便宜上上向き↑と下向き↓の２種類の電子が,２つで１軌道を占有しています😌電子は互いに逆向きになることで磁性を打ち消すのですが,鉄では一方の電子からなる軌道が多数存在し,打ち消さないため磁性を生じさせます🧲 twitter.com/kaityo256/stat… pic.twitter.com/WCxVCSIdg1

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母君 @haha_gimi

これ確か鉄は磁気モーメントがなくならないんよね？ 他の金属の原子は結合すると電子の向きが相殺されるんだけど鉄だけは内側の軌道に電子があって磁気モーメント無くならなかった気が…違った？ だめだ忘れてる… 量子はむずぃ。 twitter.com/kaityo256/stat…

ちも @0831Clown

@kaityo256 鉄は外部から磁化をかけることで、4つの不対電子が同じ方向に強く磁化し。外部からの磁化がなくても磁化が続く強磁性体(磁石になる)です。 銅は磁化に使われる電子が対電子。外部から磁化をかけて電子を同じ向きにするのにすごいエネルギーがいる反磁性体なので、磁石になりにくいのだと思います。

柿田 昭一郎 @S_Kakita

・鉄が単体においてスピンを担う ・そのスピン間に強磁性的な相互作用が働く ・強磁性相互作用のエネルギースケールが室温以上である 3つにそれぞれ説明が必要なのに加えて、広く用いられている磁石の一定割合がフェリ磁性体なので表現には十分注意が必要ですし、遍歴磁性体とそれ以外では (ry twitter.com/kaityo256/stat…