磁石が鉄などにくっつく仕組みは？くっつく金属の種類も解説

磁石は日常生活のあらゆる場面で活用されており、多くの人にとって身近な存在です。一方で、磁石がどのような仕組みでくっつくのか分からないという方もいるのではないでしょうか。

磁石はその仕組みによって、くっつくものとくっつかないものが存在します。この記事では、磁石がものにくっつく仕組みと、くっつくものとくっつかないものの違いについて、解説していきます。

磁石が鉄などにくっつくのはなぜか

磁石には、ものに触れずに引きつけたり遠ざけたりする「磁力」が働いています。この磁力は、磁石が持つS極とN極という2つの「磁極(じきょく)」に近いほど強く発生しています。仮に2本の磁石を近づけた場合、S極とN極は引き寄せ合い、S極同士とN極同士だと反発します。

では、鉄などの磁石ではないものが磁石にくっつくのはなぜでしょうか。

鉄の中には、「分子磁石」という目には見えない小さい磁石のようなものが、バラバラの向きでたくさん入っています。磁石を鉄に近づけると、これらのバラバラの向きだった磁石が同一方向に整列します。これにより鉄にもS極とN極が発生し、磁力によって磁石がくっつくという仕組みになっているのです。なお、磁石と鉄を離すと、鉄の中の小さい磁石の向きは再度バラバラに戻り、磁力はなくなります。

このように、磁石を近づけると磁気が誘導されることを「磁気誘導」と言います。ちなみに、磁石をくっつけた鉄は、磁気誘導によって磁石のような状態になっているため、さらにほかの鉄もくっつきます。

なお、磁石には永久磁石と電磁石の2種類があります。

永久磁石とは、それ自体が磁石としての働きを持っている、鉄などをくっつける力があるもののことです。一方の電磁石は磁石としての原子は持っているものの、単体では磁石としては機能しないもののことを指します。電流が流れているときだけ、磁石としての性質を持つのです。

磁石がくっつくものとは？

私たちの身の回りには、磁石に「くっつくもの」と「くっつかないもの」があります。
金属であれば磁石にくっつく、というイメージを持っている方もいるかもしれませんが、実際にはくっつく金属は限られているのです。

ここでは、磁石にくっつくものとくっつかないもの、それぞれについて解説します。

磁石に強くくっつくもの（強磁性体）

磁石を近づけたときに磁気を帯びる物質を「磁性体」と言い、「磁性がある」と表現します。

その中で、磁石にくっつく力が強いもののことを「強磁性体」と呼び、一般的には「磁性体＝強磁性体」として認識されているケースが多いです。

強磁性体は、代表的なものとして先ほど紹介した鉄があります。その他の金属では、コバルトやニッケルなどが強磁性体です。さらに強磁性体の中でも、離すとすぐ磁力がなくなるものを軟磁性体（ソフト）、しばらく磁力をキープするものを硬磁性体（ハード）と言います。

磁石に弱くくっつくもの（常磁性体）

磁性体の中で、磁石に弱くくっつくものを「常磁性体」と呼びます。くっつく力が弱く、性質によってはくっつかないこともあるほどです。

複数の素材からできているものは、くっつく力が弱い傾向があります。鉄のような強磁性体と、磁石にくっつかない素材が混ざってできたものは、それぞれの素材の含有率によってくっつく強度が変わる、というわけです。

たとえば、合金鋼であるステンレスには200以上種類がありますが、ステンレスに混ぜる金属の割合や種類に応じ、磁石がくっついたりくっつかなかったりするのです。

実はお札も磁石にくっつきます。紙自体は磁石にくっつきませんが、お札は偽造防止用の特殊インクが磁石にくっつくのです。ただし、強力な磁石を使わないとくっつきません。

また、本来くっつくものでも、くっつける面の凹凸が激しい場合や曲がっている場合など、形状や環境によって力が弱まることもあります。

磁石にくっつかないもの（反磁性体）

磁石にくっつかないものを「反磁性体」と言います。

反磁性体には2種類あり、「そもそも原子磁石を持っていない物質」と「原子磁石を持っているが、磁界の方向がバラバラな物質」に分かれます。

金属でも、金・銀・銅・アルミ・クロム・チタンなどは磁石にくっつきません。ただし、銅やアルミなど、電気を通しやすい性質がある金属は磁力の影響を受けます。

50円玉や100円玉、500円玉は磁石にくっつくニッケルを素材に含みますが、ニッケル含有率が低く磁石にはつかないのです。

さらに、紙・木・アクリル・プラスチック・水なども磁石にくっつかない反磁性体です。

まとめ

今回のコラムでは、磁石が鉄などにくっつく理由と、磁石にくっつくもの・くっつかないものについて紹介しました。

磁石は日常的に使われていますが、その仕組みやくっつくものとくっつかないものの違いなどは意外と知られていない部分もあります。このコラムをきっかけに、磁石についての理解を深めてみてください。