Magnetismus erstaunt jeden, wenn er ihm zum ersten Mal begegnet. Magnete ziehen manche Gegenstände wie von Zauberhand an, aber nur bestimmte Materialien reagieren auf einen Magneten. Es ist ganz einfach zu verstehen, welche Materialien reagieren und welche nicht, aber es hängt davon ab, wie Magnete im Allgemeinen funktionieren. Während die meisten Menschen wissen, dass Metalle von Magneten angezogen werden, sind in Wirklichkeit „ferromagnetische“ Metalle wie Eisen die Hauptmetalle, die werden von ihnen angezogen, obwohl paramagnetische und ferrimagnetische (mit einem "i", nicht einem "o") Metalle eine schwache Anziehungskraft auf Magnete haben, auch.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Eisen, Kobalt und Nickel sowie Legierungen aus diesen ferromagnetischen Metallen werden von Magneten stark angezogen. Andere ferromagnetische Metalle umfassen Gadolinium, Neodym und Samarium.
Paramagnetische Metalle werden von Magneten schwach angezogen und umfassen Platin, Wolfram, Aluminium und Magnesium.
Ferrimagnetische Metalle wie Magnetit werden ebenfalls von Magneten angezogen, während diamagnetische Metalle wie Silber und Kupfer von ihnen abgestoßen werden.
Wie Magnetismus funktioniert
Das Verständnis des Magnetismus ist wichtig, wenn Sie wissen möchten, warum manche Metalle von Magneten angezogen werden und andere nicht. Die Bewegung von Elektronen in einem Atom erzeugt ein kleines Magnetfeld, aber normalerweise wird dieses Feld durch die Bewegung anderer Elektronen und deren entgegengesetzte Magnetfelder aufgehoben. Bei einigen Materialien richten sich jedoch beim Anlegen eines Magnetfelds die Spins benachbarter Elektronen aneinander aus, wodurch ein Nettofeld über das gesamte Material erzeugt wird. Kurz gesagt, anstatt sich gegenseitig aufzuheben, verbinden sich die Elektronen in diesen Materialien und bilden ein stärkeres Feld. Bei einigen Materialien verschwindet diese Ausrichtung, wenn das Feld entfernt wird, bei anderen bleibt sie jedoch auch nach dem Entfernen des Felds bestehen.
Magnete haben positive und negative Pole (oder Nord- und Südpole), und wie die meisten Leute wissen, stoßen sich übereinstimmende Pole ab, während sich entgegengesetzte Pole anziehen.
Ferromagnetische Metalle und Legierungen
Ferromagnetische Materialien werden von Magneten angezogen, weil sich ihre Elektronen drehen und die resultierenden „magnetischen Momente“ sich leicht ausrichten und diese Ausrichtung auch ohne ein externes Magnetfeld beibehalten. Daher werden ferromagnetische Materialien wie Eisen, Nickel und Kobalt von Magneten angezogen, aber auch Seltenerdmetalle wie Gadolinium, Neodym und Samarium.
Auch aus diesen Materialien hergestellte Legierungen werden von Magneten angezogen, so dass Edelstahl mit erheblichen Eisenanteilen (im Gegensatz beispielsweise zu Chrom) von Magneten angezogen wird. Andere ferromagnetische Legierungen umfassen Awaruit (Nickel und Eisen), Wairauit (Kobalt und Eisen), Alnico (Kobalt, Eisen, Nickel, Aluminium, Titan und Kupfer) und Chromindur (Chrom, Kobalt und Eisen). Im Wesentlichen ist jede aus ferromagnetischen Materialien bestehende Legierung auch magnetisch.
Paramagnetische Metalle und Magnetismus
Paramagnetische Metalle haben eine schwächere Anziehungskraft auf Magnete als ferromagnetische Metalle und behalten ihre magnetischen Eigenschaften ohne Magnetfeld nicht bei. Zu den paramagnetischen Metallen gehören:
- Platin
- Aluminium
- Wolfram
- Molybdän
- Tantal
- Cäsium
- Lithium
- Magnesium
- Natrium
- Uran
Ferrimagnetische Metalle und Magnetismus
Einige Materialien werden als ferrimagnetisch eingestuft. Dies tritt auf, wenn eine ionische Verbindung zwei Materialgitter mit entgegengesetzten magnetischen Momenten aufweist, die beiden jedoch nicht vollständig ausgeglichen sind, was zu einer Nettomagnetisierung führt. Magnetit ist ein Beispiel für diese Art von Magnetismus und wurde aufgrund der Ähnlichkeiten zwischen diesen beiden Arten von Magnetismus ursprünglich als ferromagnetisches Material angesehen. Viele ferrimagnetische Materialien sind jedoch eher Keramiken als Metalle.
Diamagnetische Metalle und Magnetismus
Diamagnetische Metalle werden von Magneten eher abgestoßen als von ihnen angezogen, und das normalerweise nur schwach. Materialien werden als diamagnetisch klassifiziert, wenn ihre magnetischen Momente dem angelegten Feld entgegenwirken, anstatt es zu verstärken. Zu diesen Materialien gehören Silber, Blei, Quecksilber und Kupfer.
