자석이 붙는 이유, 보이지 않는 자기장의 과학 궁금증, 실험, 원리, 이해 보이지 않아도 존재하는 힘에 대해서 공유합니다.
둘째 아들이 냉장고 앞에서 자석을 붙였다 떼었다 하며 한참을 놀고 있었다.
작은 손끝으로 자석을 굴리며 눈이 반짝였고, 그 모습이 무척 진지했다.
그때 나도 어릴 적 교실 한켠에서 자석을 처음 만졌던 순간이 떠올랐다.
선생님이 나침반을 보여주며 세상에는 눈에 보이지 않는 힘이 있다고 하던 말이
지금 다시 마음속에서 울렸다.
그래서 이번엔 아빠의 입장이 아닌, 아이와 함께하는 실험자로서의 호기심으로
그 비밀을 직접 밝혀보기로 했다.
궁금증
우리는 매일 자석을 접한다.
냉장고 문, 가방의 잠금쇠, 스피커 속 보이지 않는 부품까지,
자석은 늘 일상의 어딘가에 숨어 있다.
하지만 정작 왜 붙는가라는 질문에는 쉽게 대답하지 못한다.
저녁 식탁에 둘러앉은 가족에게 내가 물었다.
자석은 왜 붙을까?
큰딸은 고개를 갸웃하며 종이를 들어올렸고,
둘째 아들은 자신 있게 철사로 실험을 해보자고 했다.
아내는 웃으며 덧붙였다.
플라스틱에는 왜 안 붙을까, 그 이유는 생각해봤어요?
그 순간, 식탁 위는 작은 과학실이 되었다.
아이들의 눈빛은 이미 탐험가처럼 빛났고,
나는 그 호기심이 어떤 결론을 향해 갈지 궁금했다.
실험
둘째 아들이 자석을 들고 못에 가까이 가져갔다.
찰칵, 소리와 함께 단단히 붙었다.
그 미묘한 느낌에 아이는 환호성을 질렀고,
큰딸은 곧장 다른 물건들을 시험하기 시작했다.
동전은 떨어졌고, 플라스틱은 반응이 없었다.
그 차이를 몸으로 느끼는 순간, 아이들의 얼굴엔 신기함이 가득했다.
아내는 웃으며 말했다.
이건 힘이 아니라 마음이 붙는 거네.
모두가 웃었지만, 그 말이 이상하게 마음에 남았다.
보이지 않지만 확실히 존재하는 무언가가 있다는 뜻처럼 느껴졌다.
나는 아이들에게 말했다.
금속 중에서도 철이 들어 있는 물체만 자석에 잘 끌린다고.
그 말을 들은 둘째는 고개를 끄덕이며 다시 자석을 들었다.
이번엔 스테인리스 숟가락이었다.
붙는 듯하더니 이내 떨어졌다.
그때 아이는 말했다.
이건 반짝이는데 안 붙어요.
겉모습보다 안에 뭐가 있느냐가 중요하다는 걸
그 작은 손끝으로 스스로 느낀 순간이었다.
사람들은 자석이 모든 금속에 붙는다고 생각하지만,
실제로는 그렇지 않다.
알루미늄, 구리처럼 비자성체 금속은 자석에 반응하지 않는다.
결국 자석의 힘은 금속의 성질,
그 속을 이루는 전자의 배열에 달려 있는 셈이다.
원리
자석이 붙는 이유는 바로 자기장 때문이다.
자석 주변에는 눈에 보이지 않는 자기장이 흐르며
금속 속의 미세한 자기 입자들이 방향을 맞추도록 만든다.
이때 원자 내부의 전자들이 같은 방향으로 회전하게 되면,
금속이 자석처럼 변하면서 끌어당김이 생긴다.
지구도 마찬가지다.
지구의 중심부에는 철과 니켈이 녹아 있어
거대한 자기장을 형성하고 있다.
그래서 나침반의 바늘은 언제나 북쪽을 향한다.
우리가 길을 찾을 수 있는 이유가 바로 그 보이지 않는 힘 덕분이다.
한국표준과학연구원의 2023년 자료에 따르면,
자기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다고 한다.
가까울수록 힘이 강하게 작용하고,
멀어질수록 급격히 약해진다는 뜻이다.
그래서 자석을 손끝에 붙여놓으면 꽉 달라붙지만,
조금만 떨어져도 순식간에 힘이 사라지는 것이다.
이 자기장은 우리가 인식하지 못하는 곳에서도 끊임없이 작용한다.
핸드폰의 스피커, 하드디스크, 전동칫솔, 심지어 MRI 장비까지.
자석은 단순한 장난감이 아니라
현대 과학기술의 보이지 않는 기반이기도 하다.
결국 자석은 보이지 않는 것을 믿게 만드는 증거였다.
이해
실험이 끝난 후에도 아이들은 한참을 자석으로 놀았다.
둘째 아들은 냉장고 문에 붙은 자석들을 모아 새로운 모양을 만들었고,
큰딸은 서로 다른 극을 맞대며 밀리고 끌리는 방향을 관찰했다.
그 광경을 보던 막내딸이 말했다.
자석은 친구 같아요. 서로 좋아하거나 싫어하잖아요.
그 말이 묘하게 마음에 남았다.
서로 다른 극이 만나면 끌어당기고,
같은 극은 밀어내는 그 관계가
사람 사이의 거리감과 닮아 있었기 때문이다.
식탁 위 실험이 끝나갈 무렵,
아내가 조용히 말했다.
보이지 않아도 힘은 분명히 존재하네.
그 말이 그날의 결론이었다.
자석의 힘은 손끝으로 느낄 수도, 눈으로 볼 수도 없지만
세상을 움직이는 원리 속에 분명히 존재한다.
그건 어쩌면 사람의 마음의 방향과도 비슷할지 모른다.
서로 다른 마음이 만나야 끌어당김이 생기고,
같은 생각만 반복하면 밀려나게 되는 것처럼.
어릴 적 자석을 처음 만졌을 때 느꼈던 신비로움이
이제는 아이들과 함께 다시 내 안에서 살아났다.
보이지 않지만 존재하는 힘,
그건 과학이기도 하고, 삶의 한 조각이기도 하다.
혹시 당신도 어릴 적 자석을 가지고 놀며
그 신비로운 끌림을 느껴본 적 있으신가요?
그때의 놀라움이 아직도 당신 안에 남아 있지 않나요?