Mis põhjustab asjade magnetiseerimist?

Paljud inimesed peavad magneteid iseenesestmõistetavaks. Neid on kõikjal, alates füüsikalaboritest kuni telkimiseks kasutatavate kompassideni kuni külmikutele kleebitud suveniirideni. Mõned materjalid on magnetismile vastuvõtlikumad kui teised. Teatud tüüpi magneteid, näiteks elektromagnetid, saab sisse ja välja lülitada, samal ajal kui püsimagnetid tekitavad kogu aeg ühtlast magnetvälja.

Kõik materjalid koosnevad magnetilistest domeenidest. Need on pisikesed taskud, mis sisaldavad aatomdipoole. Kui need dipoolid joonduvad ühes suunas, on materjalil magnetilised omadused. Eriti raud on element, mille dipoolid on kergesti joondatud. Teistes materjalides võib dipoole joondada domeenis, kuid mitte samas materjalis olevate teiste domeenide suhtes. Neid domeene saab tuvastada protsessi abil, mida nimetatakse magnetjõu mikroskoopiaks. Kui materjal asetatakse tugevasse magnetvälja, joonduvad selle domeenid ja materjal ise magnetiseerub. Magnetismi saavutamiseks ei pea kõik domeenid olema joondatud.

Elektrivoolu mõju on veel üks viis magnetiliste domeenide joondamiseks. Kui kahel juhtmel läbib elektrivool, tekib nende vahel magnetiline tõmme, kui voolud kulgevad samas suunas. Juhtmed tõrjuvad üksteist, kui nende voolud on vastupidises suunas. Maa on aga magnet, mida tekitavad planeedi sulanud südamiku elektrivoolud Riikliku aeronautika- ja kosmoseameti teadlased jätkavad nende allika otsimist hoovused.

Ferromagnetism on mõnedes metallides, eriti rauas, koobaltis ja niklis, esinev nähtus, mis põhjustab metalli magnetilisuse. Nende metallide aatomitel on paardumata elektron ja kui metall puutub kokku piisavalt tugeva magnetväljaga, asetuvad nende elektronide pöörlemised üksteisega paralleelselt. Sellepärast kasutatakse rauasüdamikke elektromagnetilistes solenoidides ja trafo mähistes. Elektrivool loob magnetvälja, mida võimendab rauast südamiku tekitatud magnetism.

Materjalid jäävad Curie temperatuurist madalamatel temperatuuridel magnetiliseks. See temperatuur on erinevate metallide jaoks erinev ja kirjeldab punkti, kus magnetdomeenide pikamaa järjekord kaob. Pika vahemiku järjekord on see, mis hoiab magnetilisi domeene kindlas orientatsioonis. Kõrgemad Curie temperatuurid tähendavad, et materjali magnetiliste domeenide desorienteerimiseks on vaja rohkem energiat. Kui temperatuur langeb alla Curie temperatuuri ja materjal asetatakse magnetvälja, muutub see uuesti magnetiliseks.