Zawartość
Niektóre metale wydają się silniej przyciągać inne metale. Ta siła nazywa się magnetyzm.
Naukowcy wymyślili jeszcze przed odkryciem elektryczności kompasy, maleńkie paski naturalnie występujących magnesów, które obracają się w celu wyrównania z polem magnetycznym Ziemi. Ponieważ pole przesuwa się z południa na północ, igła kompasu zawsze wskazuje północny biegun magnetyczny.
Dzisiaj ludzie mogą zarówno masowo produkować magnesy, jak i rozumieć, jak działają. Istnieją różne rodzaje magnesów, a lista metali magnetycznych jest dłuższa niż mogłoby się wydawać.
Pola magnetyczne
Kiedy dwa metale przyciągają się do siebie w przestrzeni, jeden lub oba z nich są prawdopodobnie magnetyczne.
Być może najbardziej znasz magnesy trwałe, które są silniejsze, ponieważ zawierają żelazo. Ten rodzaj magnetyzmu nazywa się ferromagnetyzm. Pole magnetyczne Ziemi jest spowodowane ruchami stopionego niklowo-żelaznego rdzenia planety i można je zobaczyć, gdy maleńkie naładowane cząstki ze słońca zderzają się z atmosferą ziemską w pobliżu biegunów magnetycznych naszej planety, powodując, że emitują one światło, gdy to robią .
W pobliżu północnego bieguna magnetycznego oświetlenie pola magnetycznego nazywamy zorzą polarną lub zorzą polarną.
Elektrony
Atomy tworzące cząsteczki wszelkiej materii mają jądro neutronów i protonów.
Orbitują wokół wszystkich jąder elektrony które niosą ładunek ujemny. Kształt ich orbit nadaje atomom orientację kierunkową, a ruch orbity powoduje bardzo słabe pole magnetyczne wokół atomu. Pola magnetyczne mogą być wywoływane za każdym razem, gdy prąd elektryczny jest aktywny, ale są one najsilniejsze, gdy prąd elektryczny płynie ścieżką kołową lub spiralną.
Elektromagnesy wykorzystują tę właściwość, więc ich magnetyzm można włączać i wyłączać wraz z włączaniem i wyłączaniem prądu elektrycznego.
Lista metali magnetycznych
Niektóre metale mają strukturę, która umożliwia ich elektronom łatwiejsze ustawienie w linii i utworzenie pola magnetycznego.
Żelazo, nikiel, kobalt i gadolin są najłatwiejsze do namagnesowania. Metale takie jak aluminium i miedź technicznie należą do dowolnej listy materiałów magnetycznych, ale wytwarzane przez nich pola magnetyczne są bardzo słabe. Tlenki i stopy zawierające żelazo można również łatwo namagnesować, takie jak rdza i stal. Im więcej elektronów w metalu, które można ustawić w linii, tym silniejsze wytwarzają pole magnetyczne.
Naturalne magnesy
Magnetyt jest tlenkiem żelaza, który jest często odkrywany w naturze przy silnym polu magnetycznym. Takie próbki magnetytu nazywane są kamieniami szlachetnymi. Współczesne teorie sugerują, że magnetyty kamieni zostały namagnesowane przez uderzenia pioruna. Magnetyt może łatwo mieć silne pole magnetyczne, ponieważ jego krystaliczna struktura pozwala dużym grupom cząsteczek (zwanych domenami) na posiadanie tej samej polarnej orientacji lub kierunku.
Inne minerały mogą naturalnie mieć słaby magnetyzm z powodu ich ekspozycji na pole magnetyczne Ziemi. Badanie skał z rowów oceanicznych pozwala nam zobaczyć, jak zmieniało się pole magnetyczne Ziemi (odwrócenie biegunów północnych i południowych) na przestrzeni tysiącleci.
Robienie magnesu
Wszystko, czego potrzebujesz, aby stworzyć własny magnes, to owinąć wiele cewek miedzianych przewodów wokół stalowego pręta lub gwoździa. Następnie za pomocą małej baterii przepłyń prąd przez okablowanie, a metal stanie się magnetyczny (patrz Zasoby instrukcje). Pręt lub gwóźdź powinien zachować swój magnetyzm nawet po wyłączeniu prądu elektrycznego i usunięciu okablowania.