Kaikki materiaalit eivät voi olla magneettisia. Itse asiassa kaikista tunnetuista elementeistä vain harvoilla on magneettikyky ja ne vaihtelevat asteittain. Vahvimmat magneetit ovat sähkömagneetteja, jotka saavat houkuttelevan voimansa vasta, kun virta kulkee niiden läpi. Virta on elektronien liike, ja elektronit tekevät materiaaleista magneettisia. On komposiittimateriaaleja, jotka ovat magneettisia, yleensä kutsutaan rautamateriaaleiksi, vaikka ne eivät ole yhtä vahvoja kuin sähkömagneetit.
Kuinka magneettisuutta esiintyy
Yksinkertaisesti sanottuna magnetismi koskee elektroneja. Elektronit ovat pienempiä kuin mikroskooppiset hiukkaset, jotka pyörivät atomin ytimen ympärillä. Jokainen elektroni käyttäytyy kuin oma pieni magneetti, jolla on pohjois- ja etelänapa. Kun atomin elektronit ovat rivissä samaan suuntaan, joko kaikki osoittavat pohjoiseen tai kaikki etelään, atomista tulee magneettinen. Ja koska elektronit pyörivät tai pyörivät atomin ytimen ympärillä, atomilla voi olla myös magneettinen kenttä, kun kaikki navat eivät ole linjassa elektronien pyörimisen takia, mikä tekee atomista samanlaisen kuin sähkömagneetti.
Ei luonnollisesti magneettisia materiaaleja
Ei ole luonnollisesti magneettisia staattisia elementtejä. Magneettikentät vetävät voimakkaammin materiaaleja. Magneettikenttään vetävät voimakkaimmin materiaalit ovat rauta ja teräs. On kuitenkin olemassa harvinaisia ihmisen tekemiä materiaaliseoksia, jotka edistävät sähkömagneettista muutosta altistuvat voimakkaalle magneettikentälle ja pitävät sähkömagneettista varausta pitkiä aikoja aika. Koska heillä on kyky pitää magneettikenttä pitkään, niitä pidetään pysyvinä magneeteina. Kaksi vahvinta pysyvästi magneettista materiaalia ovat rauta-neodymium-boori ja alumiini-nikkeli-koboltti.
Kuinka magneettista voimaa mitataan
Magneettikenttää on vaikea selittää tarkasti, koska tiede ei vieläkään ymmärrä magneettikenttiä. Yksinkertaisesti sanottuna voimakkaat magneettikentät mitataan teslassa, ja yleisemmät ja paljon heikommat magneettikentät, kuten stereokaiuttimet, mitataan gaussina. Yhden teslan tekeminen vaatii 10000 gaussia.
Helpompi tapa kuvata sitä on ajatella painovoiman vetovoimaa. Maan painovoimaa pidetään noin 1 tesla tai noin 10000 gaussina. Voit ajatella gaussien magneettista voimaa painona tai painovoiman vetämän voiman määrää. Se vie 50 höyhentä yhtä suureksi voimaksi, mitattuna painona tai tässä tapauksessa magneettisena vetovoimana. Paino ja magneettinen voima eivät ole suoraan verrattavissa toisiinsa, mutta ne tarjotaan esimerkkinä saadakseen tunteen gaussin magneettisesta vedosta tai voimasta.
Miksi maa on magneettinen
Tutkijat tietävät, että maalla on magneettinen ominaisuus, koska vapaasti kelluva teräs- tai rautapala osoittaa aina magneettiseen pohjoiseen. Siellä kaikki pituuspiirit yhtyvät pohjoisnavalla. Vaikka magneettista voimaa ei voida kohdistaa useimpiin nesteisiin, se voidaan antaa maan ytimeen, joka koostuu sulasta raudasta. Ja tämä tuo meidät takaisin elektronien pyörimiseen. Kun maa pyörii akselillaan, niin myös sen sulan raudan ydin ja kaikki sähköisesti varautuneet elektroninsa luovat magneettikentän. Aurinko pyörii myös akselillaan, ja sen materiaali plasman muodossa (samanlainen kuin nestemäinen koostumus) luo magneettikentän.
Vastakohdat vetävät puoleensa
Kuten magneettiset napat hylkivät toisiaan, kun taas vastakkaiset magneettiset napat houkuttelevat. Magneetit vetävät luonnollisesti korkeampiin magneettikenttiin. Ajattele, että sinulla on kaksi magneettia, yksi 10 teslassa ja yksi 1 teslassa. 10 teslan magneetti tuottaa voimakkaamman magneettikentän. Pala magneettista materiaalia, joka on sijoitettu yhtä kaukana molemmista magneeteista, houkuttelisi voimakkaampaan kahdesta magneettikentästä. Joten kun kaksi samankaltaisen napaisuuden magneettia lähestyy toisiaan, ne näyttävät työntyvän pois tai hylkäävät, kun he itse asiassa etsivät suurempaa magneettikenttää. Toisin sanoen, kaksi pohjoiseen suuntautuvaa magneettia näyttää hylkäävän, koska päinvastainen, etelään suuntautuva magneettikenttä houkuttelee heitä itse asiassa.