d라이브러리

인류는 자석을 언제부터 사용하기 시작했을까요? 기원전 2000년 즈음에 지어진 그리스 크레타 섬의 크노소스 궁전의 유적에서 자성을 띤 돌무더기가 발견된 것으로 보아 자석은 굉장히 오래 전부터 사용됐다는 걸 알 수 있답니다. 또한 기원전 6세기, 그리스의 철학자 탈레스는 자석을 ‘철이 달라붙는 돌멩이’라고 표현했죠. 11세기 중국의 학자 심괄이 쓴 ‘몽계필담’에선 숟가락 모양의 자철석을 실에 매달아 나침반으로 사용했다는 기록도 있고요. 

우리에겐 막대자석, 말굽자석, 네오디뮴 자석 등 금속 재질의 자석이 익숙하지만, 과거에 사용한 자석은 땅에서 암석의 형태로 발견됐어요. ‘자철석’ 또는 ‘천연 자석’이라고 불리는 암석으로, 철광석의 일종이지요. 하지만 모든 자철석이 자성을 띠는 건 아니에요. 자철석 중 타이타늄, 알루미늄, 망간 등의 불순물이 들어 있고 결정 구조가 균일하지 않은 것들만 자성을 띠지요. 이렇게 자성을 띠는 자철석은 대부분 땅 표면에 가까운 곳에서 발견돼요. 지질학자들은 이를 두고 ‘자철석이 번개에 맞아 결정 구조가 변하면서 자성을 띠게 된 것’이라고 추정한답니다.

땅속에 묻혀 있는 자석을 캐 보자!

우리도 땅속에 묻혀 있는 자석을 캐 볼까요? 바로 ‘자석 발굴 키트’를 이용해서 말이죠. 

자석 발굴 키트를 열면 망치, 끌, 붓 등의 발굴 도구들과 함께 웬 커다란 벽돌 하나가 나와요. 이 벽돌 안에 우리가 찾는 자석이 숨어 있답니다. 발굴 도구를 이용해 커다란 벽돌을 조심스럽게 쪼개다보면 도넛처럼 가운데 구멍이 뚫린 원형 자석과 미니 초코바처럼 생긴 사각형 자석을 찾을 수 있지요. 벽돌을 쪼갤 땐 손을 다치지 않도록 조심해야 해요. 그리고 쪼개는 과정에서 벽돌의 잔해가 사방으로 튀니까, 바닥에 신문 등의 넓은 종이를 깔면 뒷정리가 편하겠죠?  

돌 속에서 발굴한 자석들로 다양한 자석 실험을 해 보세요. 사각형 자석을 수레에 싣고 도넛 모양 자석을 수레에 가져가면 자석의 힘에 의해 수레가 밀리거나 끌려온답니다. 

막대와 2개의 도넛 모양 자석을 이용하면 공중 부양 실험도 할 수 있어요. 막대에 도넛 모양 자석을 꽂은 뒤, 자석의 같은 극이 마주보도록 도넛 모양 자석 하나를 더 꽂아 넣는 거예요. 그러면 자석이 서로를 밀어내는 힘인 ‘척력’ 때문에 나중에 꽂아 넣은 자석이 위에 둥둥 떠 있답니다. 이는 레일 위를 살짝 떠서 달리는 ‘자기부상열차’의 원리이기도 하죠.  

※협찬 토이트론