Magnetisme forbløffer alle, når de første gang møder det. Magneter tiltrækker nogle genstande som ved magi, men kun specifikke materialer reagerer på en magnet. At forstå, hvilke materialer der reagerer, og hvilke ikke, er ret simpelt, men det afhænger af en forståelse af, hvordan magneter fungerer generelt. Mens de fleste ved, at metaller tiltrækkes af magneter, er "ferromagnetiske" metaller som jern de vigtigste metaller, som er tiltrukket af dem, selvom paramagnetiske og ferrimagnetiske (med et "i", ikke et "o") metaller har en svag tiltrækning til magneter, også.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Jern, cobalt og nikkel såvel som legeringer sammensat af disse ferromagnetiske metaller er stærkt tiltrukket af magneter. Andre ferromagnetiske metaller inkluderer gadolinium, neodym og samarium.
Paramagnetiske metaller tiltrækkes svagt af magneter og inkluderer platin, wolfram, aluminium og magnesium.
Ferrimagnetiske metaller som magnetit tiltrækkes også af magneter, mens diamagnetiske metaller som sølv og kobber frastødes af dem.
Sådan fungerer magnetisme
Det er vigtigt at forstå magnetisme, hvis du vil vide, hvorfor nogle metaller er tiltrukket af magneter, og andre ikke. Elektroners bevægelse i et atom frembringer et lille magnetfelt, men normalt annulleres dette felt af andre elektroners bevægelse og deres modsatte magnetfelter. Men i nogle materialer, når du anvender et magnetfelt, justeres naboelektronernes centrifugering med hinanden, hvilket producerer et netfelt på tværs af hele materialet. Kort sagt, i stedet for at annullere hinandens felter, samles elektronerne i disse materialer og danner et stærkere felt. I nogle materialer forsvinder denne tilpasning, når feltet fjernes, men i andre forbliver det, selv efter at feltet er fjernet.
Magneter har positive og negative poler (eller nord- og sydpoler), og som de fleste ved, matcher poler fra hinanden, mens modsatte poler tiltrækker hinanden.
Ferromagnetiske metaller og legeringer
Ferromagnetiske materialer tiltrækkes af magneter, fordi deres elektroner drejes, og de resulterende "magnetiske øjeblikke" let justeres og bevarer denne tilpasning selv uden et eksternt magnetfelt. Ferromagnetiske materialer som jern, nikkel og cobalt tiltrækkes derfor af magneter såvel som sjældne jordmetaller som gadolinium, neodym og samarium.
Legeringer fremstillet af disse materialer tiltrækkes også af magneter, så rustfrit stål med betydelige mængder jern i (i modsætning til f.eks. Krom) tiltrækkes af magneter. Andre ferromagnetiske legeringer inkluderer awaruite (nikkel og jern), wairauite (cobalt og jern), alnico (cobalt, jern, nikkel, aluminium, titanium og kobber) og chromindur (chrom, cobalt og jern). I det væsentlige vil enhver legering sammensat af ferromagnetiske materialer også være magnetisk.
Paramagnetiske metaller og magnetisme
Paramagnetiske metaller har en svagere tiltrækning til magneter end ferromagnetiske metaller, og de bevarer ikke deres magnetiske egenskaber i fravær af et magnetfelt. Paramagnetiske metaller inkluderer:
- platin
- aluminium
- wolfram
- molybdæn
- tantal
- cæsium
- lithium
- magnesium
- natrium
- uran
Ferrimagnetiske metaller og magnetisme
Nogle materialer er klassificeret som ferrimagnetiske. Dette sker, når en ionforbindelse har to gittermaterialer med modsatte magnetiske øjeblikke, men de to er ikke fuldstændigt afbalancerede, hvilket fører til en nettemagnetisering. Magnetit giver et eksempel på denne type magnetisme, og det blev oprindeligt betragtet som et ferromagnetisk materiale på grund af lighederne mellem disse to typer magnetisme. Imidlertid er mange ferrimagnetiske materialer keramik snarere end metaller.
Diamagnetiske metaller og magnetisme
Diamagnetiske metaller er faktisk frastødt af magneter snarere end tiltrukket af dem, og normalt svagt. Materialer klassificeres som diamagnetiske, når deres magnetiske øjeblikke virker i modsætning til det anvendte felt i stedet for at forbedre det. Disse materialer inkluderer sølv, bly, kviksølv og kobber.