Изглежда, че някои метали привличат по-силно други метали. Тази сила се нарича магнетизъм.
Още преди откриването на електричеството учените са изобретили компаси, малки ленти от естествени магнити, които се въртят, за да се приведат в съответствие с магнитното поле на Земята. Тъй като полето се движи от юг на север, стрелката на компаса винаги сочи към северния магнитен полюс.
Днес хората могат както да произвеждат масово магнити, така и да разберат как работят. Съществуват различни видове магнити и списъкът с магнитни метали е по-дълъг, отколкото си мислите.
Магнитни полета
Когато два метала са привлечени един от друг в пространството, един или и двамата вероятно са магнитни.
Може би сте най-добре запознати с постоянните магнити, които са по-силни магнити, защото в тях има желязо. Този тип магнетизъм се нарича феромагнетизъм. Магнитното поле на Земята се причинява от движенията на разтопеното ядро на никел-желязото на планетата и може да се види, когато е малко заредено частици от слънцето се сблъскват със земната атмосфера близо до магнитните полюси на нашата планета, което ги кара да излъчват светлина, както правят така.
Близо до северния магнитен полюс ние наричаме осветлението на магнитното поле северното сияние или полярното сияние.
Електрони
Атомите, които изграждат молекулите на цялата материя, имат ядро от неутрони и протони.
Орбитиращи около всички ядра са електрони които носят отрицателен заряд. Формата на техните орбити дава на атомите насочена ориентация, а орбиталното движение причинява много слабо магнитно поле около атома. Магнитните полета могат да бъдат причинени по всяко време, когато е активен електрически ток, но те са най-силни, когато електрическият ток върви по кръгова или спирална пътека.
Електромагнитите използват това свойство, така че магнетизмът им може да се включва и изключва при включване и изключване на електрическия ток.
Списък с магнитни метали
Някои метали имат структура, която позволява на техните електрони да се подредят по-лесно и да образуват магнитно поле.
Желязо, никел, кобалт и гадолиний са най-лесни за магнетизиране. Метали като алуминий и мед технически попадат във всеки списък с магнитни материали, но магнитните полета, които те произвеждат, са много слаби. Оксидите и сплавите, в които има желязо, също могат лесно да се магнетизират, като ръжда и стомана. Колкото повече електрони в метал могат да бъдат подредени, толкова по-силно е магнитното поле, което те произвеждат.
Естествени магнити
Магнетит е железен оксид, който често се открива в природата със силно магнитно поле. Такива проби от магнетит се наричат лодестони. Съвременните теории предполагат, че магнетитът на камъните е намагнетизиран от удари на мълния. Магнетитът може лесно да има силно магнитно поле, тъй като неговата кристална структура позволява на големи групи молекули (наречени домейни) да имат една и съща полярна ориентация или посока.
Други минерали могат да имат слаб магнетизъм естествено поради излагането им на магнитното поле на Земята. Изучаването на скали от океанските окопи ни позволява да видим как магнитното поле на Земята се е обърнало (северният и южният магнитен полюс се обръщат) през хилядолетията.
Изработване на магнит
Всичко, от което се нуждаете, за да направите свой собствен магнит, е да увиете много намотки от медни проводници около стоманена пръчка или пирон. След това с малка батерия прокарайте ток през окабеляването и металът ще стане магнитен (вж Ресурси за инструкции). Лентата или пиронът трябва да запазят част от магнетизма си дори след изключване на електрическия ток и отстраняване на окабеляването.
- Внимавайте да не докосвате открития метал на нокътя или окабеляването, когато е включен електрическият ток. Ако окабеляването е изолирано, можете да го докоснете, докато токът е активен, но може да искате да свържете резистор към вашата верига, в противен случай металът може бързо да стане твърде горещ за докосване.