Nicht jedes Material kann magnetisch sein. Tatsächlich besitzen von allen bekannten Elementen nur eine Handvoll magnetische Fähigkeiten und sie variieren graduell. Die stärksten Magnete sind Elektromagnete, die ihre Anziehungskraft nur dann gewinnen, wenn sie von Strom durchflossen werden. Strom ist die Bewegung von Elektronen, und Elektronen machen Materialien magnetisch. Es gibt magnetische Verbundmaterialien, die normalerweise als eisenhaltiges Material bezeichnet werden, obwohl sie nicht so stark sind wie Elektromagnete.
Wie Magnetismus auftritt
Einfach ausgedrückt dreht sich beim Magnetismus alles um die Elektronen. Elektronen sind kleiner als mikroskopische Teilchen, die sich um den Kern eines Atoms drehen. Jedes Elektron verhält sich wie sein eigener kleiner Magnet mit Nord- und Südpol. Wenn die Elektronen eines Atoms in die gleiche Richtung ausgerichtet sind, entweder alle nach Norden oder alle nach Süden zeigend, wird das Atom magnetisch. Und weil sich Elektronen um den Kern eines Atoms drehen oder drehen, ist es auch möglich, dass ein Atom eine magnetische Feld, wenn die Pole aufgrund der Drehung der Elektronen nicht alle ausgerichtet sind, was das Atom wie ein Elektromagnet.
Keine natürlich magnetischen Materialien
Es gibt keine statischen Elemente, die von Natur aus magnetisch sind. Es gibt Materialien, die von Magnetfeldern stärker angezogen werden. Die am stärksten von einem Magnetfeld angezogenen Materialien sind Eisen und Stahl. Es gibt jedoch seltene künstliche Materialmischungen, die dazu beitragen, elektromagnetisch zu werden einem starken Magnetfeld ausgesetzt sein und eine elektromagnetische Ladung über einen längeren Zeitraum halten Zeit. Aufgrund ihrer Fähigkeit, ein Magnetfeld über einen langen Zeitraum zu halten, werden sie als Permanentmagnete bezeichnet. Die beiden stärksten permanentmagnetischen Materialien sind Eisen-Neodym-Bor und Aluminium-Nickel-Kobalt.
Wie die magnetische Stärke gemessen wird
Das Feld der Magnetik ist schwer genau zu erklären, da die Wissenschaft über Magnetfelder vieles noch nicht versteht. Einfach ausgedrückt, werden starke Magnetfelder in Tesla gemessen, und die häufigeren und viel schwächeren Magnetfelder, die in Dingen wie Stereolautsprechern vorkommen, werden in Gauss gemessen. Es braucht 10.000 Gauss, um ein Tesla zu machen.
Eine einfachere Art, es zu beschreiben, ist die Anziehungskraft der Schwerkraft. Die Schwerkraft der Erde wird als etwa 1 Tesla oder etwa 10.000 Gauss angesehen. Sie können sich die magnetische Kraft von Gauß als Gewicht vorstellen oder die Kraft, die durch die Anziehungskraft ausgeübt wird. Es wären 50 Federn erforderlich, um 1 Gauss Kraft, gemessen als Gewicht, oder in diesem Fall magnetische Anziehung, zu entsprechen. Gewicht und Magnetkraft sind nicht direkt gleichzusetzen, werden aber als Beispiel angeführt, um ein Gefühl für die magnetische Anziehungskraft oder Kraft eines Gauss zu geben.
Warum die Erde magnetisch ist
Wissenschaftler wissen, dass die Erde magnetische Eigenschaften hat, weil ein frei schwebendes Stück Stahl oder Eisen immer nach magnetischem Norden zeigt. Dort laufen alle Längengrade am Nordpol zusammen. Während auf die meisten Flüssigkeiten keine magnetische Kraft ausgeübt werden kann, kann sie auf den Erdkern ausgeübt werden, der aus geschmolzenem Eisen besteht. Und das bringt uns zurück zu sich drehenden Elektronen. Wenn sich die Erde um ihre Achse dreht, dreht sich auch ihr geschmolzener Eisenkern und alle ihre elektrisch geladenen Elektronen, die ein Magnetfeld erzeugen. Auch die Sonne dreht sich um ihre Achse, und ihr Material als Plasma (ähnlich einer flüssigen Konsistenz) erzeugt ihr Magnetfeld.
Gegensätze ziehen sich an
Gleiche Magnetpole stoßen sich gegenseitig ab, während sich entgegengesetzte Magnetpole anziehen. Magnete werden von Natur aus von höheren Magnetfeldern angezogen. Stellen Sie sich vor, Sie haben zwei Magnete, einen mit 10 Tesla und einen mit 1 Tesla. Der 10-Tesla-Magnet übt ein stärkeres Magnetfeld aus. Ein Stück magnetisches Material, das in gleichem Abstand von beiden Magneten platziert wird, würde von dem stärkeren der beiden Magnetfelder angezogen. Wenn sich also zwei Magnete ähnlicher Polarität einander nähern, scheinen sie wegzustoßen oder abgestoßen zu werden, obwohl sie tatsächlich ein höheres Magnetfeld suchen. Mit anderen Worten, zwei nach Norden ausgerichtete Magnete scheinen abgestoßen zu werden, weil sie tatsächlich vom entgegengesetzten, nach Süden ausgerichteten Magnetfeld angezogen werden.