Τι κάνει μαγνητικό μέταλλο;

Μερικά μέταλλα φαίνεται να προσελκύουν άλλα μέταλλα πιο έντονα. Αυτή η δύναμη ονομάζεται μαγνητισμός.

Ακόμα και πριν από την ανακάλυψη της ηλεκτρικής ενέργειας, οι επιστήμονες εφευρέθηκαν διαβήτης, μικροσκοπικές λωρίδες φυσικών μαγνητών που περιστρέφονται για να ευθυγραμμιστούν με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Δεδομένου ότι το πεδίο κινείται από νότο προς βορρά, η βελόνα πυξίδας δείχνει πάντα στο βόρειο μαγνητικό πόλο.

Σήμερα, οι άνθρωποι μπορούν να παράγουν μαγνήτες μαζικής παραγωγής και να καταλάβουν πώς λειτουργούν. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μαγνητών και η λίστα μαγνητικών μετάλλων είναι μεγαλύτερη από ό, τι νομίζετε.

Όταν δύο μέταλλα έλκονται το ένα από το άλλο στο διάστημα, ένα ή και τα δύο είναι πιθανώς μαγνητικά.

Μπορεί να είστε πιο εξοικειωμένοι με τους μόνιμους μαγνήτες, οι οποίοι είναι ισχυρότεροι μαγνήτες επειδή έχουν σίδηρο σε αυτούς. Αυτός ο τύπος μαγνητισμού ονομάζεται σιδηρομαγνητισμός. Το μαγνητικό πεδίο της Γης προκαλείται από τις κινήσεις του λιωμένου πυρήνα νικελίου-σιδήρου του πλανήτη και μπορεί να φανεί όταν είναι μικροσκοπικό φορτισμένο σωματίδια από τον ήλιο συγκρούονται με την ατμόσφαιρα της Γης κοντά στους μαγνητικούς πόλους του πλανήτη μας, αναγκάζοντάς τα να εκπέμπουν φως όπως κάνουν Έτσι.

Κοντά στο βόρειο μαγνητικό πόλο, ονομάζουμε το φωτισμό του μαγνητικού πεδίου τα βόρεια φώτα ή aurora borealis.

Τα άτομα που απαρτίζουν όλα τα μόρια έχουν πυρήνα νετρονίων και πρωτονίων.

Σε τροχιά γύρω από όλους τους πυρήνες είναι ηλεκτρόνια που φέρουν αρνητικό φορτίο. Το σχήμα των τροχιών τους δίνει στα άτομα κατευθυντικό προσανατολισμό και η τροχιακή κίνηση προκαλεί ένα πολύ ασθενές μαγνητικό πεδίο γύρω από το άτομο. Τα μαγνητικά πεδία μπορούν να προκληθούν κάθε φορά που ένα ηλεκτρικό ρεύμα είναι ενεργό, αλλά είναι ισχυρότερα όταν το ηλεκτρικό ρεύμα κινείται σε κυκλική ή σπειροειδή διαδρομή.

Οι ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιούν αυτήν την ιδιότητα, έτσι ο μαγνητισμός τους μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί καθώς το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ενεργοποιημένο και απενεργοποιημένο.

Ορισμένα μέταλλα έχουν δομή που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια τους να ευθυγραμμίζονται πιο εύκολα και να σχηματίζουν μαγνητικό πεδίο.

Σίδηρος, νικέλιο, κοβάλτιο και γαδολίνιο είναι το πιο εύκολο να μαγνητιστεί. Μέταλλα όπως αλουμίνιο και χαλκός ανήκουν τεχνικά σε οποιαδήποτε λίστα μαγνητικών υλικών, αλλά τα μαγνητικά πεδία που παράγουν είναι πολύ αδύναμα. Τα οξείδια και τα κράματα που περιέχουν σίδηρο μπορούν επίσης να μαγνητιστούν εύκολα, όπως η σκουριά και ο χάλυβας. Όσο περισσότερα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο μπορούν να παραταχθούν, τόσο ισχυρότερο είναι το μαγνητικό πεδίο που παράγουν.

Μαγνήτης είναι ένα οξείδιο του σιδήρου που συχνά ανακαλύπτεται στη φύση με ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Τέτοια δείγματα μαγνητίτη ονομάζονται lodestones. Οι σύγχρονες θεωρίες υποδηλώνουν ότι ο μαγνητίτης των λοσιόντων μαγνητίστηκε από κεραυνούς. Ο μαγνητίτης μπορεί εύκολα να έχει ισχυρό μαγνητικό πεδίο επειδή η κρυσταλλική του δομή επιτρέπει σε μεγάλες ομάδες μορίων (που ονομάζονται τομείς) να έχουν όλοι τον ίδιο πολικό προσανατολισμό ή κατεύθυνση.

Άλλα ορυκτά μπορεί να έχουν ασθενή μαγνητισμό φυσικά λόγω της έκθεσής τους στο μαγνητικό πεδίο της Γης. Η μελέτη πετρωμάτων από τα χαρακώματα του ωκεανού μας επιτρέπει να δούμε πώς το μαγνητικό πεδίο της Γης έχει γυρίσει (αντιστρέφονται οι μαγνητικοί πόλοι του Βορρά και του Νότου) κατά τη διάρκεια των χιλιετιών.

Το μόνο που χρειάζεστε για να φτιάξετε τον δικό σας μαγνήτη είναι να τυλίξετε πολλά πηνία καλωδίων χαλκού γύρω από μια χαλύβδινη ράβδο ή καρφί. Στη συνέχεια, με μια μικρή μπαταρία, τρέξτε ένα ρεύμα μέσω της καλωδίωσης, και το μέταλλο θα γίνει μαγνητικό (βλ Πόροι για οδηγίες). Η ράβδος ή το καρφί πρέπει να διατηρούν μέρος του μαγνητισμού τους ακόμη και μετά την απενεργοποίηση του ηλεκτρικού ρεύματος και την αφαίρεση της καλωδίωσης.

•  Προσέξτε να μην αγγίξετε το εκτεθειμένο μέταλλο του νυχιού ή την καλωδίωση όταν το ηλεκτρικό ρεύμα είναι αναμμένο. Εάν η καλωδίωση είναι μονωμένη, μπορείτε να την αγγίξετε ενώ το ρεύμα είναι ενεργό, αλλά μπορεί να θέλετε να συνδέσετε μια αντίσταση στο κύκλωμα σας, διαφορετικά το μέταλλο μπορεί γρήγορα να γίνει πολύ ζεστό για να το αγγίξετε.