Περιεχόμενο
Πολλοί άνθρωποι λαμβάνουν μαγνήτες ως δεδομένο. Είναι παντού από εργαστήρια φυσικής σε πυξίδες που χρησιμοποιούνται για ταξίδια κάμπινγκ σε αναμνηστικά κολλημένα σε ψυγεία. Ορισμένα υλικά είναι πιο επιρρεπή σε μαγνητισμό από άλλα. Μερικοί τύποι μαγνητών, όπως ηλεκτρομαγνήτες, μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν, ενώ οι μόνιμοι μαγνήτες παράγουν συνεχώς σταθερό μαγνητικό πεδίο.
Τομείς
Όλα τα υλικά αποτελούνται από μαγνητικούς τομείς. Αυτές είναι μικροσκοπικές τσέπες που περιέχουν ατομικά δίπολα. Όταν αυτά τα δίπολα ευθυγραμμίζονται σε μία μόνο κατεύθυνση, το υλικό παρουσιάζει μαγνητικές ιδιότητες. Ειδικά ο σίδηρος είναι ένα στοιχείο του οποίου τα δίπολα ευθυγραμμίζονται εύκολα. Σε άλλα υλικά, τα δίπολα μπορούν να ευθυγραμμιστούν εντός ενός τομέα αλλά όχι σε σχέση με άλλους τομείς στο ίδιο κομμάτι υλικού. Αυτές οι περιοχές μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται μαγνητική δύναμη μικροσκοπία. Όταν ένα υλικό τοποθετείται σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, οι τομείς του θα ευθυγραμμιστούν και το ίδιο το υλικό θα μαγνητιστεί. Όλοι οι τομείς δεν πρέπει να ευθυγραμμιστούν για να επιτευχθεί ο μαγνητισμός.
Ηλεκτρική ενέργεια
Η έκθεση σε ηλεκτρικό ρεύμα είναι ένας άλλος τρόπος ευθυγράμμισης των μαγνητικών πεδίων. Όταν δύο σύρματα έχουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα που τρέχει μέσα από αυτά, θα υπάρχει μια μαγνητική έλξη μεταξύ τους, αν τα ρεύματα τρέχουν προς την ίδια κατεύθυνση. Τα καλώδια θα απωθούν ο ένας τον άλλον αν τα ρεύματά τους βρίσκονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Η Γη είναι ένας μαγνήτης που παράγεται από ηλεκτρικά ρεύματα στον πλανήτη λιωμένο πυρήνα, αν και οι επιστήμονες της Εθνικής Αεροναυτικής και Διαστημικής Διοίκησης συνεχίζουν να αναζητούν την πηγή αυτών των ρευμάτων.
Ferromagnetism
Ο σιδηρομαγνητισμός είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει σε μερικά μέταλλα, κυρίως σιδήρου, κοβαλτίου και νικελίου, που προκαλεί το μαγνητικό μέταλλο. Τα άτομα σε αυτά τα μέταλλα έχουν ένα μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο και όταν το μέταλλο εκτίθεται σε αρκετά ισχυρό μαγνητικό πεδίο, αυτά τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γραμμικά παράλληλα το ένα με το άλλο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούνται πυρήνες σιδήρου σε ηλεκτρομαγνήτες και περιελίξεις μετασχηματιστών. Το ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που ενισχύεται από τον μαγνητισμό που προκαλείται από τους πυρήνες του σιδήρου.
Θερμοκρασία Curie
Τα υλικά παραμένουν μαγνητικά σε θερμοκρασίες χαμηλότερες από τη θερμοκρασία Curie. Αυτή η θερμοκρασία είναι διαφορετική για διάφορα μέταλλα και περιγράφει το σημείο στο οποίο εξαφανίζεται η μακρά σειρά μαγνητικών περιοχών. Η διαταγή μεγάλης εμβέλειας είναι αυτό που κατέχει τα μαγνητικά πεδία σε ένα συγκεκριμένο προσανατολισμό. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες Curie σημαίνουν ότι απαιτείται περισσότερη ενέργεια για να αποπροσανατολιστεί ένας μαγνητικός τομέας υλικών. Όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από τη θερμοκρασία Curie και το υλικό τοποθετηθεί σε μαγνητικό πεδίο, θα γίνει και πάλι μαγνητικό.