Manche Metalle scheinen andere Metalle stärker anzuziehen. Diese Kraft heißt Magnetismus.
Schon vor der Entdeckung der Elektrizität erfanden Wissenschaftler Zirkel, winzige Streifen natürlich vorkommender Magnete, die sich drehen, um sich mit dem Erdmagnetfeld auszurichten. Da sich das Feld von Süd nach Nord bewegt, zeigt die Kompassnadel immer auf den nördlichen Magnetpol.
Heute können die Menschen sowohl Magnete in Massenproduktion herstellen als auch verstehen, wie sie funktionieren. Es gibt verschiedene Arten von Magneten, und die Liste der magnetischen Metalle ist länger, als Sie vielleicht denken.
Magnetfelder
Wenn zwei Metalle im Weltraum zueinander angezogen werden, sind wahrscheinlich eines oder beide magnetisch.
Am besten kennen Sie vielleicht Permanentmagnete, die stärkere Magnete sind, weil sie Eisen enthalten. Diese Art von Magnetismus heißt Ferromagnetismus. Das Erdmagnetfeld wird durch die Bewegungen des geschmolzenen Nickel-Eisen-Kerns des Planeten verursacht und ist sichtbar, wenn es winzig aufgeladen ist Teilchen von der Sonne kollidieren mit der Erdatmosphäre in der Nähe der magnetischen Pole unseres Planeten, wodurch sie Licht emittieren, wie sie es tun so.
In der Nähe des nördlichen Magnetpols nennen wir die Beleuchtung des Magnetfelds das Nordlicht oder Aurora borealis.
Elektronen
Die Atome, aus denen die Moleküle aller Materie bestehen, haben einen Kern aus Neutronen und Protonen.
Um alle Kerne kreisen Elektronen die eine negative Ladung tragen. Die Form ihrer Bahnen gibt den Atomen eine Richtungsorientierung, und die Bahnbewegung verursacht ein sehr schwaches Magnetfeld um das Atom. Magnetfelder können immer dann verursacht werden, wenn ein elektrischer Strom aktiv ist, aber sie sind am stärksten, wenn der elektrische Strom auf einer kreisförmigen oder spiralförmigen Bahn verläuft.
Elektromagnete nutzen diese Eigenschaft, sodass ihr Magnetismus ein- und ausgeschaltet werden kann, wenn der elektrische Strom ein- und ausgeschaltet wird.
Liste der magnetischen Metalle
Bestimmte Metalle haben eine Struktur, die es ihren Elektronen ermöglicht, sich leichter auszurichten und ein Magnetfeld zu bilden.
Eisen, Nickel, Kobalt und Gadolinium sind am einfachsten zu magnetisieren. Metalle wie Aluminium und Kupfer gehören technisch gesehen auf jede magnetische Materialliste, aber die von ihnen erzeugten Magnetfelder sind sehr schwach. Oxide und Legierungen, die Eisen enthalten, können ebenfalls leicht magnetisiert werden, wie z. B. Rost und Stahl. Je mehr Elektronen in einem Metall aneinandergereiht werden können, desto stärker ist das von ihnen erzeugte Magnetfeld.
Natürliche Magnete
Magnetit ist ein in der Natur häufig vorkommendes Eisenoxid mit starkem Magnetfeld. Solche Magnetitproben werden Magnetitsteine genannt. Moderne Theorien legen nahe, dass der Magnetit von Magnetsteinen durch Blitzeinschläge magnetisiert wurde. Magnetit kann leicht ein starkes Magnetfeld haben, da seine kristalline Struktur es großen Molekülgruppen (sogenannten Domänen) ermöglicht, alle die gleiche polare Orientierung oder Richtung zu haben.
Andere Mineralien können aufgrund ihrer Exposition gegenüber dem Erdmagnetfeld von Natur aus einen schwachen Magnetismus aufweisen. Die Untersuchung von Gesteinen aus den Meeresgräben ermöglicht es uns zu sehen, wie sich das Erdmagnetfeld im Laufe der Jahrtausende umgedreht hat (die Nord- und Südmagnetpole vertauschen sich).
Einen Magneten herstellen
Alles, was Sie brauchen, um Ihren eigenen Magneten herzustellen, ist, viele Spulen aus Kupferdraht um eine Stahlstange oder einen Nagel zu wickeln. Führen Sie dann mit einer kleinen Batterie einen Strom durch die Verkabelung, und das Metall wird magnetisch (siehe Ressourcen zur Anleitung). Der Stab oder Nagel sollte einen Teil seines Magnetismus behalten, auch wenn der Strom abgeschaltet und die Verkabelung entfernt wurde.
- Achten Sie darauf, das freiliegende Metall des Nagels oder der Verkabelung nicht zu berühren, wenn der Strom eingeschaltet ist. Wenn die Verkabelung isoliert ist, können Sie sie berühren, während der Strom aktiv ist, aber Sie möchten möglicherweise einen Widerstand an Ihren Stromkreis anschließen, da das Metall sonst schnell zu heiß wird, um es zu berühren.
