ما الذي يجعل المعدن المغناطيسي؟

يبدو أن بعض المعادن تجذب معادن أخرى بقوة أكبر. هذه القوة تسمى المغناطيسية.

حتى قبل اكتشاف الكهرباء ، اخترع العلماء البوصلات، وهي عبارة عن شرائح صغيرة من المغناطيسات التي تحدث بشكل طبيعي والتي تدور لتتماشى مع المجال المغناطيسي للأرض. نظرًا لأن الحقل يتحرك من الجنوب إلى الشمال ، فإن إبرة البوصلة تشير دائمًا إلى القطب المغناطيسي الشمالي.

اليوم ، يمكن للناس إنتاج المغناطيس بكميات كبيرة وفهم كيفية عملها. توجد أنواع مختلفة من المغناطيس ، وقائمة المعادن المغناطيسية أطول مما تعتقد.

عندما ينجذب معدنان إلى بعضهما البعض عبر الفضاء ، فمن المحتمل أن يكون أحدهما أو كلاهما مغناطيسيًا.

قد تكون أكثر دراية بالمغناطيس الدائم ، وهو مغناطيس أقوى لأنه يحتوي على الحديد. يسمى هذا النوع من المغناطيسية المغناطيسية الحديدية. ينتج المجال المغناطيسي للأرض عن حركات نواة الحديد والنيكل المنصهرة للكوكب ويمكن رؤيتها عند الشحن الصغير تتصادم جسيمات الشمس مع الغلاف الجوي للأرض بالقرب من الأقطاب المغناطيسية لكوكبنا ، مما يتسبب في إصدارها للضوء كما تفعل وبالتالي.

بالقرب من القطب المغناطيسي الشمالي ، نسمي إضاءة المجال المغناطيسي الأضواء الشمالية ، أو الشفق القطبي.

تحتوي الذرات التي تشكل جزيئات كل مادة على نواة من النيوترونات والبروتونات.

تدور حول كل النوى الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة. يعطي شكل مداراتها الذرات اتجاهًا اتجاهيًا ، وتسبب الحركة المدارية مجالًا مغناطيسيًا ضعيفًا للغاية حول الذرة. يمكن أن تحدث المجالات المغناطيسية في أي وقت يكون فيه التيار الكهربائي نشطًا ، لكنها تكون أقوى عندما يسير التيار الكهربائي في مسار دائري أو حلزوني.

تستخدم المغناطيسات الكهربائية هذه الخاصية ، لذا يمكن تشغيل وإيقاف مغناطيسيتها أثناء تشغيل التيار الكهربائي وإيقافه.

تمتلك معادن معينة بنية تسمح لإلكتروناتها بالاصطفاف بسهولة أكبر وتشكيل مجال مغناطيسي.

الحديد والنيكل والكوبالت و الجادولينيوم هي الأسهل للمغنطة. تنتمي المعادن مثل الألومنيوم والنحاس تقنيًا إلى أي قائمة مواد مغناطيسية ، لكن المجالات المغناطيسية التي تنتجها ضعيفة جدًا. يمكن أيضًا مغنطة الأكاسيد والسبائك التي تحتوي على الحديد بسهولة ، مثل الصدأ والصلب. كلما زاد عدد الإلكترونات التي يمكن تبطينها في المعدن ، كلما كان المجال المغناطيسي الذي تنتجه أقوى.

المغنتيت هو أكسيد الحديد الذي يتم اكتشافه بشكل متكرر في الطبيعة مع مجال مغناطيسي قوي. تسمى هذه العينات من أكسيد الحديد الأسود بأحجار صغيرة. تشير النظريات الحديثة إلى أن مغنطيت أحجار المغناطيس كان ممغنطًا بضربات البرق. يمكن أن يحتوي المغنتيت بسهولة على مجال مغناطيسي قوي لأن تركيبته البلورية تسمح لمجموعات كبيرة من الجزيئات (تسمى المجالات) أن يكون لها نفس الاتجاه أو الاتجاه القطبي.

المعادن الأخرى يمكن أن يكون لها مغناطيسية ضعيفة بشكل طبيعي بسبب تعرضها للمجال المغناطيسي للأرض. تتيح لنا دراسة الصخور من خنادق المحيط أن نرى كيف انقلب المجال المغناطيسي للأرض (انعكاس القطبين المغناطيسي الشمالي والجنوبي) على مدى آلاف السنين.

كل ما تحتاجه لصنع المغناطيس الخاص بك هو لف الكثير من لفائف الأسلاك النحاسية حول قضيب فولاذي أو مسمار. ثم باستخدام بطارية صغيرة ، قم بتشغيل تيار من خلال الأسلاك ، وسيصبح المعدن ممغنطًا (انظر موارد للحصول على تعليمات). يجب أن يحتفظ القضيب أو المسمار ببعض مغناطيسيته حتى بعد فصل التيار الكهربائي وإزالة الأسلاك.

•  احرص على عدم لمس المعدن المكشوف للمسمار أو الأسلاك عند تشغيل التيار الكهربائي. إذا كان الأسلاك معزولة ، فيمكنك لمسها أثناء تنشيط التيار ، ولكن قد ترغب في توصيل المقاوم بدائرتك ، وإلا فقد يصبح المعدن ساخنًا جدًا بحيث لا يمكن لمسه بسرعة.