ما الذي يسبب جذب الأشياء؟

كثير من الناس يأخذون المغناطيس كأمر مسلم به. إنها موجودة في كل مكان من مختبرات الفيزياء إلى البوصلات المستخدمة في رحلات التخييم إلى الهدايا التذكارية العالقة في الثلاجات. بعض المواد أكثر عرضة للمغناطيسية من غيرها. يمكن تشغيل وإيقاف بعض أنواع المغناطيس ، مثل المغناطيسات الكهربائية ، بينما ينتج المغناطيس الدائم مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا طوال الوقت.

جميع المواد مصنوعة من المجالات المغناطيسية. هذه جيوب صغيرة تحتوي على ثنائيات أقطاب ذرية. عندما يتم محاذاة ثنائيات الأقطاب هذه في اتجاه واحد ، فإن المادة تعرض خصائص مغناطيسية. الحديد على وجه الخصوص هو عنصر يمكن محاذاة ثنائيات الأقطاب بسهولة. في المواد الأخرى ، يمكن محاذاة ثنائيات الأقطاب داخل مجال ولكن ليس فيما يتعلق بالمجالات الأخرى في نفس قطعة المادة. يمكن اكتشاف هذه المجالات باستخدام عملية تسمى مجهر القوة المغناطيسية. عندما يتم وضع مادة في مجال مغناطيسي قوي ، فإن مجالاتها ستتماشى وستصبح المادة نفسها ممغنطة. لا يجب محاذاة جميع المجالات لتحقيق المغناطيسية.

يعد التعرض للتيار الكهربائي طريقة أخرى لمحاذاة المجالات المغناطيسية. عندما يمر تيار كهربائي عبر سلكين ، سيكون هناك تجاذب مغناطيسي بينهما إذا كانت التيارات تعمل في نفس الاتجاه. سوف تتنافر الأسلاك مع بعضها البعض إذا كانت تياراتها في اتجاهين متعاكسين. ومع ذلك ، فإن الأرض عبارة عن مغناطيس يتم إنتاجه بواسطة التيارات الكهربائية في لب الكوكب المنصهر يواصل علماء الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء البحث عن مصدر هذه التيارات.

المغناطيسية الحديدية ظاهرة تحدث في بعض المعادن ، وأبرزها الحديد والكوبالت والنيكل ، مما يجعل المعدن مغناطيسيًا. تحتوي الذرات الموجودة في هذه المعادن على إلكترون غير مزدوج ، وعندما يتعرض المعدن لمجال مغناطيسي قوي بدرجة كافية ، فإن لفات هذه الإلكترونات تصطف بالتوازي مع بعضها البعض. هذا هو السبب في استخدام نوى الحديد في ملفات لولبية مغناطيسية كهربائية ولفات المحولات. يخلق التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا يتم تضخيمه بواسطة المغناطيسية المستحثة في قلب الحديد.

تظل المواد مغناطيسية عند درجات حرارة أقل من درجة حرارة كوري. تختلف درجة الحرارة هذه باختلاف المعادن وتصف النقطة التي يختفي عندها الترتيب طويل المدى للمجالات المغناطيسية. الترتيب بعيد المدى هو ما يحمل المجالات المغناطيسية في اتجاه معين. تعني درجات حرارة كوري الأعلى أن هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة لإرباك المجالات المغناطيسية للمادة. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة حرارة كوري ويتم وضع المادة في مجال مغناطيسي ، ستصبح مغناطيسية مرة أخرى.