네오디움 영구자석의 인력과 척력의 세기는 같은가요? 

결론부터 말씀드리면, 네오디뮴 자석을 포함한 영구자석에서 인력(당기는 힘)은 척력(미는 힘)보다 약간 더 강합니다.

이론적으로는 두 힘이 같을 것 같지만, 실제 실험과 시뮬레이션 결과에 따르면 자석이 서로 가까워질수록 인력이 척력보다 약 5~10% 정도 더 강력하게 나타납니다.

왜 인력이 더 강할까요?

이 현상에는 물리적인 이유와 실험적인 이유가 복합적으로 작용합니다.

• 자기 정렬의 도움 (미시적 관점):

  • 인력 상황: 서로 다른 극(N-S)이 마주 볼 때, 한 자석의 자기장이 다른 자석 내부의 원자 자석(자기 쌍극자)들을 더 잘 정렬되도록 도와줍니다. 결과적으로 자석의 자력이 미세하게 더 강해지는 효과가 생깁니다.

  • 척력 상황: 같은 극(N-N)이 마주 볼 때, 서로의 자기장이 반대 방향으로 압박을 가하여 내부 정렬을 방해하거나 미세하게 약화시킵니다.

• 거리와 각도의 차이 (거시적 관점):

  • 안정성: 인력은 두 자석을 중심축으로 끌어당겨 정렬시키려는 성질이 있어 힘이 집중됩니다.

  • 불안정성: 척력은 두 자석을 서로 빗겨나가게 밀어내려 합니다. 실험 시 자석이 완벽하게 수평을 유지하지 못하고 아주 조금만 틀어져도 측정되는 척력은 급격히 감소합니다.

• 유도 자화 현상:

  • 자석은 금속 성분을 포함하고 있습니다. 인력이 작용할 때는 자석 자체가 상대방 자석에 의해 일시적으로 더 강하게 자화되려는 성질이 있지만, 척력일 때는 이 효과가 반대로 나타납니다.