هل يمكن ممغنط النحاس؟

تؤثر المغناطيسية على المعادن الحديدية أو الشبيهة بالحديد مثل الحديد والنيكل والكوبالت والصلب. النحاس هو مزيج من النحاس والزنك ، لذلك فهو من الناحية الفنية غير حديدية وغير قادر على أن يكون ممغنطًا. ومع ذلك ، في الممارسة العملية ، تحتوي بعض العناصر النحاسية على الأقل على آثار من الحديد ، لذلك قد تتمكن من اكتشاف مجال مغناطيسي ضعيف بالنحاس ، اعتمادًا على العنصر.

في وقت مبكر من 3000 قبل الميلاد ، عرف صانعو المعادن في الشرق الأوسط كيفية الجمع بين النحاس والقصدير لإنتاج البرونز. نظرًا لأن الزنك يوجد أحيانًا مع خام القصدير ، فإنهم يصنعون أحيانًا النحاس الأصفر - وهو سبيكة من النحاس والزنك - عن طريق الصدفة.

بحلول وقت الإمبراطورية الرومانية ، تعلم الحدادون التمييز بين خامات القصدير والزنك وبدأوا في صنع النحاس لاستخدامه في العملات المعدنية والمجوهرات وغيرها من الأشياء. النحاس نفسه ليس ممغنطًا ، ولكنه أقوى من النحاس ويقاوم التآكل ، لذلك يستخدم اليوم في صناعة الأنابيب والبراغي والآلات الموسيقية وخراطيش البندقية.

إذن ، ما هو أصعب النحاس أم البرونز؟ الجواب يعتمد على عوامل عديدة. يؤثر تكوين السبيكة ومعالجة السبيكة أثناء التصنيع على صلابة المعدن. على سبيل المثال ، تتمتع النحاس الأصفر الذي يحتوي على نسبة أعلى من الزنك بمقاومة وصلابة أعلى. بشكل عام ، ومع ذلك ، فإن النحاس هو أكثر ليونة من البرونز.

يظهر الحديد والنيكل والكوبالت والصلب خصائص مغناطيسية. يؤدي دوران الإلكترونات ودورانها في هذه المواد إلى توليد مجالات مغناطيسية صغيرة. نظرًا لأن الخصائص المغناطيسية لهذه الذرات لا تلغي بعضها البعض ، فإن المادة تُظهر المغناطيسية الكلية لهذه المعادن المغناطيسية بشكل طبيعي.

لا تظهر بعض المواد المغناطيسية إلا إذا تم وضعها في مجال مغناطيسي خارجي. هذه الخاصية تسمى النفاذية المغناطيسية. النحاس ، رغم أنه ليس معدنًا مغناطيسيًا ، يُظهر نفاذية مغناطيسية عند تعرضه لمجال مغناطيسي قوي.

المغناطيسية هي قوة ناتجة عن حركة الإلكترونات. في مغناطيس ثابت ، مثل المغناطيس الذي قد يكون لديك على ثلاجتك ، يتم محاذاة الإلكترونات بطريقة تنتج حقلاً يجذب المعادن الحديدية والمغناطيسات الأخرى إليه.

يمكن أيضًا إنشاء المغناطيس باستخدام التيار الكهربائي. لف مسمارًا فولاذيًا في سلك نحاسي واربط طرفي السلك ببطارية كبيرة ؛ سوف يؤدي تدفق الإلكترونات إلى جذب الظفر. يمكنك تجربة نفس التجربة باستخدام مسمار نحاسي لمعرفة ما إذا كان لديك مجال مغناطيسي ، لكن لا تتوقع حظًا في إنشاء مغناطيس نحاسي.

ومع ذلك ، يتفاعل النحاس مع المغناطيس. مثل النحاس والألمنيوم والزنك ، يُظهر النحاس نفاذية مغناطيسية عند وضعه في مجال مغناطيسي. يتأرجح البندول النحاسي عبر مجال مغناطيسي قوي. يسقط مغناطيس قوي جدًا عبر أنبوب نحاسي (أنابيب النحاس والألومنيوم أيضًا) يتباطأ بسبب التيارات الدوامة المغناطيسية (تسمى تأثير لينز) الناتجة عن المغناطيس الساقط. ومع ذلك ، لا يحتفظ النحاس الأصفر بأي خصائص مغناطيسية عند إزالته من المجال المغناطيسي.

في حين أن المغناطيسات القياسية مصنوعة من الحديد أو مواد السيراميك المحتوية على الحديد ، فقد تم إنشاء مغناطيسات أكثر قوة باستخدام سبائك من معادن مختلفة. تحتوي هذه المغناطيسات "الأرضية النادرة" عادةً على النيوديميوم والحديد والبورون ، وحتى الصغيرة منها يمكن أن تنتج تأثيرات قوية مثل القدرة على تحريك الأجسام المعدنية عبر عدة بوصات من الخشب.

يمكن صنع المغناطيس بعناصر أرضية نادرة غير النيوديميوم ، لكن مغناطيس النيوديميوم هو أقوى مغناطيس دائم معروف. إذا كان عنصر النحاس يحتوي على ما يكفي من الحديد ، فقد ينجذب إلى مغناطيس نيوديميوم.

من أغرب الأنواع المغناطيسية ما يسمى بالسوائل المغناطيسية. هذه عبارة عن سوائل - عادة ما تكون نوعًا من الزيت - تحتوي على برادة حديدية أو معادن حديدية أخرى. عند التعرض لمجال مغناطيسي ، يصبح السائل المغنطيسي صلبًا.

اعتمادًا على قوة المجال المغناطيسي ، يمكن أن تكون المادة المغنطيسية صلبة جدًا ، أو يمكن أن تكون مرنة ، مثل الطين ، ويتم تشكيلها في أشكال. ومع ذلك ، فعند إزالة المجال المغناطيسي ، تعود المادة على الفور إلى الحالة السائلة.