Qu'est-ce qui fait que les choses se magnétisent

Beaucoup de gens tiennent les aimants pour acquis. Ils sont partout, des laboratoires de physique aux boussoles utilisées pour les voyages de camping aux souvenirs collés sur les réfrigérateurs. Certains matériaux sont plus sensibles au magnétisme que d'autres. Certains types d'aimants, tels que les électro-aimants, peuvent être activés et désactivés tandis que les aimants permanents produisent un champ magnétique constant tout le temps.

Tous les matériaux sont constitués de domaines magnétiques. Ce sont de minuscules poches qui contiennent des dipôles atomiques. Lorsque ces dipôles s'alignent dans une seule direction, le matériau présente des propriétés magnétiques. Le fer en particulier est un élément dont les dipôles s'alignent facilement. Dans d'autres matériaux, les dipôles peuvent être alignés dans un domaine mais pas par rapport à d'autres domaines dans le même morceau de matériau. Ces domaines peuvent être détectés à l'aide d'un processus appelé microscopie à force magnétique. Lorsqu'un matériau est placé dans un champ magnétique puissant, ses domaines s'aligneront et le matériau lui-même deviendra magnétisé. Tous les domaines ne doivent pas être alignés pour que le magnétisme soit atteint.

L'exposition à un courant électrique est une autre façon d'aligner les domaines magnétiques. Lorsque deux fils sont traversés par un courant électrique, il y aura une attraction magnétique entre eux si les courants circulent dans la même direction. Les fils se repousseront si leurs courants sont dans des directions opposées. La Terre est un aimant produit par les courants électriques dans le noyau en fusion de la planète, bien que Les scientifiques de la National Aeronautics and Space Administration continuent de rechercher la source de ces courants.

Le ferromagnétisme est un phénomène qui se produit dans certains métaux, notamment le fer, le cobalt et le nickel, qui rend le métal magnétique. Les atomes de ces métaux ont un électron non apparié, et lorsque le métal est exposé à un champ magnétique suffisamment fort, les spins de ces électrons s'alignent parallèlement les uns aux autres. C'est pourquoi les noyaux de fer sont utilisés dans les solénoïdes d'électroaimant et les enroulements de transformateur. Le courant électrique crée un champ magnétique qui est amplifié par le magnétisme induit par le noyau de fer.

Les matériaux restent magnétiques à des températures inférieures à la température de Curie. Cette température est différente pour divers métaux et décrit le point auquel l'ordre à longue distance des domaines magnétiques disparaît. L'ordre à longue distance est ce qui maintient les domaines magnétiques dans une orientation particulière. Des températures de Curie plus élevées signifient que plus d'énergie est nécessaire pour désorienter les domaines magnétiques d'un matériau. Lorsque la température descend en dessous de la température de Curie et que le matériau est placé dans un champ magnétique, il redevient magnétique.