Περιεχόμενο
Μερικά μέταλλα φαίνεται να προσελκύουν άλλα μέταλλα πιο έντονα. Αυτή η δύναμη ονομάζεται μαγνητισμός.
Ακόμη και πριν από την ανακάλυψη του ηλεκτρισμού, εφευρέθηκαν επιστήμονες διαβήτης, μικροσκοπικές λωρίδες φυσικών μαγνητών που περιστρέφονται για να ευθυγραμμιστούν με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Δεδομένου ότι το πεδίο μετακινείται από το νότο στο βορρά, η βελόνα της πυξίδας οδηγεί πάντα στο βόρειο μαγνητικό πόλο.
Σήμερα, οι άνθρωποι μπορούν μαζικά να παράγουν μαγνήτες και να καταλάβουν πώς λειτουργούν. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μαγνητών και ο κατάλογος των μαγνητικών μετάλλων είναι μεγαλύτερος από όσο νομίζετε.
Μαγνητικά πεδία
Όταν δύο μέταλλα έλκονται μεταξύ τους δια μέσου του χώρου, το ένα ή και τα δύο είναι μάλλον μαγνητικά.
Μπορεί να είστε πιο εξοικειωμένοι με μόνιμους μαγνήτες, οι οποίοι είναι ισχυρότεροι μαγνήτες επειδή έχουν σίδερο μέσα τους. Αυτός ο τύπος μαγνητισμού ονομάζεται σιδηρομαγνητισμό. Το μαγνητικό πεδίο της Γης προκαλείται από τις κινήσεις του τετηγμένου πυρήνα του πλανήτη από νικέλιο και σιδήρου και μπορεί να παρατηρηθεί όταν μικροσκοπικά φορτισμένα σωματίδια από τον ήλιο συγκρούονται με τη γήινη ατμόσφαιρα κοντά στους μαγνητικούς πόλους του πλανήτη μας, προκαλώντας τους να εκπέμπουν φως καθώς το κάνουν .
Κοντά στο βόρειο μαγνητικό πόλο, αποκαλούμε φωτισμό του μαγνητικού πεδίου τα βόρεια φώτα, ή aurora borealis.
Ηλεκτρονίων
Τα άτομα που αποτελούν τα μόρια κάθε ύλης έχουν έναν πυρήνα από νετρόνια και πρωτόνια.
Τροχιά γύρω από όλους τους πυρήνες είναι ηλεκτρόνια που φέρουν αρνητική χρέωση. Το σχήμα των τροχιών τους δίνει στα άτομα ένα κατευθυντικό προσανατολισμό και η τροχιακή κίνηση προκαλεί ένα πολύ αδύναμο μαγνητικό πεδίο γύρω από το άτομο. Μαγνητικά πεδία μπορεί να προκληθούν οποιαδήποτε στιγμή ένα ηλεκτρικό ρεύμα είναι ενεργό, αλλά είναι ισχυρότερο όταν το ηλεκτρικό ρεύμα πηγαίνει σε μια κυκλική ή σπειροειδή διαδρομή.
Οι ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιούν αυτήν την ιδιότητα, έτσι ώστε ο μαγνητισμός τους να μπορεί να ανάβει και να σβήνει καθώς το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ενεργοποιημένο και απενεργοποιημένο.
Λίστα μαγνητικών μετάλλων
Ορισμένα μέταλλα έχουν μια δομή που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια τους να ευθυγραμμίζονται πιο εύκολα και να σχηματίζουν ένα μαγνητικό πεδίο.
Σίδηρος, νικέλιο, κοβάλτιο και γαδολίνιο είναι το πιο εύκολο να μαγνητίσετε. Μέταλλα όπως το αλουμίνιο και ο χαλκός ανήκουν τεχνικά σε οποιονδήποτε κατάλογο μαγνητικών υλικών, αλλά τα μαγνητικά πεδία που παράγουν είναι πολύ αδύναμα. Τα οξείδια και τα κράματα που περιέχουν σίδηρο μπορούν επίσης να μαγνητιστούν εύκολα, όπως η σκουριά και ο χάλυβας. Όσο περισσότερα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο μπορούν να παραταχθούν, τόσο ισχυρότερο είναι το μαγνητικό πεδίο που παράγουν.
Φυσικοί μαγνήτες
Μαγνητίτης είναι ένα οξείδιο του σιδήρου που ανακαλύπτεται συχνά στη φύση με ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Τέτοια δείγματα μαγνητίτη καλούνται δοκοί. Οι σύγχρονες θεωρίες υποδηλώνουν ότι ο μαγνητίτης των πλακών ήταν μαγνητισμένος από τις αστραπές. Ο μαγνητίτης μπορεί εύκολα να έχει ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο επειδή η κρυσταλλική δομή του επιτρέπει σε μεγάλες ομάδες μορίων (που ονομάζονται τομείς) να έχουν όλοι τον ίδιο πολικό προσανατολισμό ή κατεύθυνση.
Άλλα ορυκτά μπορούν να έχουν αδύναμο μαγνητισμό φυσικά λόγω της έκθεσής τους στο μαγνητικό πεδίο της Γης. Μελετώντας βράχια από τις χαράδρες των ωκεανών, μπορούμε να δούμε πώς το μαγνητικό πεδίο της Γης έχει αναστραφεί (οι βόρειοι και νότιοι μαγνητικοί πόλοι αντιστρέφονται) κατά τη διάρκεια των χιλιετιών.
Κάνοντας ένα μαγνήτη
Το μόνο που χρειάζεστε για να φτιάξετε το δικό σας μαγνήτη είναι να τυλίξετε πολλά πηνία καλωδίωσης χαλκού γύρω από μια χαλύβδινη ράβδο ή καρφί. Στη συνέχεια, με μια μικρή μπαταρία, τρέξτε ένα ρεύμα μέσω της καλωδίωσης και το μέταλλο θα γίνει μαγνητικό (βλ Πόροι για οδηγίες). Η ράβδος ή το καρφί πρέπει να συγκρατεί ένα μέρος του μαγνητισμού της, ακόμη και μετά την απενεργοποίηση του ηλεκτρικού ρεύματος και την απομάκρυνση της καλωδίωσης.