Qu'est-ce qui rend un métal magnétique ?

Certains métaux semblent attirer plus fortement d'autres métaux. Cette force est appelée magnétisme.

Avant même la découverte de l'électricité, les scientifiques ont inventé boussoles, de minuscules bandes d'aimants naturels qui tournent pour s'aligner avec le champ magnétique terrestre. Comme le champ se déplace du sud au nord, l'aiguille de la boussole pointe toujours vers le pôle magnétique nord.

Aujourd'hui, les gens peuvent à la fois produire des aimants en série et comprendre leur fonctionnement. Il existe différents types d'aimants et la liste des métaux magnétiques est plus longue que vous ne le pensez.

Lorsque deux métaux sont attirés l'un vers l'autre dans l'espace, l'un ou les deux sont probablement magnétiques.

Vous êtes peut-être plus familier avec les aimants permanents, qui sont des aimants plus puissants car ils contiennent du fer. Ce type de magnétisme est appelé ferromagnétisme. Le champ magnétique terrestre est causé par les mouvements du noyau de nickel-fer en fusion de la planète et peut être vu lorsqu'il est minuscule chargé les particules du soleil entrent en collision avec l'atmosphère terrestre à proximité des pôles magnétiques de notre planète, les obligeant à émettre de la lumière comme elles le font donc.

Près du pôle magnétique nord, nous appelons l'éclairage du champ magnétique les aurores boréales, ou aurores boréales.

Les atomes qui composent les molécules de toute matière ont un noyau de neutrons et de protons.

En orbite autour de tous les noyaux sont électrons qui portent une charge négative. La forme de leurs orbites donne aux atomes une orientation directionnelle, et le mouvement orbital provoque un champ magnétique très faible autour de l'atome. Les champs magnétiques peuvent être provoqués chaque fois qu'un courant électrique est actif, mais ils sont plus forts lorsque le courant électrique suit un chemin circulaire ou en spirale.

Les électro-aimants utilisent cette propriété, de sorte que leur magnétisme peut être activé et désactivé lorsque le courant électrique est activé et désactivé.

Certains métaux ont une structure qui permet à leurs électrons de s'aligner plus facilement et de former un champ magnétique.

Fer, nickel, cobalt et gadolinium sont les plus faciles à magnétiser. Les métaux comme l'aluminium et le cuivre appartiennent techniquement à n'importe quelle liste de matériaux magnétiques, mais les champs magnétiques qu'ils produisent sont très faibles. Les oxydes et alliages contenant du fer peuvent également être magnétisés facilement, comme la rouille et l'acier. Plus il y a d'électrons dans un métal qui peuvent être alignés, plus le champ magnétique qu'ils produisent est fort.

Magnétite est un oxyde de fer que l'on découvre fréquemment dans la nature avec un fort champ magnétique. De tels échantillons de magnétite sont appelés magnétites. Les théories modernes suggèrent que la magnétite des magnétites a été magnétisée par la foudre. La magnétite peut facilement avoir un champ magnétique puissant car sa structure cristalline permet à de grands groupes de molécules (appelés domaines) d'avoir tous la même orientation ou direction polaire.

D'autres minéraux peuvent naturellement avoir un faible magnétisme en raison de leur exposition au champ magnétique terrestre. L'étude des roches des fosses océaniques nous permet de voir comment le champ magnétique terrestre s'est inversé (les pôles magnétiques nord et sud s'inversent) au cours des millénaires.

Tout ce dont vous avez besoin pour fabriquer votre propre aimant est d'enrouler de nombreuses bobines de câblage en cuivre autour d'une barre d'acier ou d'un clou. Ensuite, avec une petite batterie, faites passer un courant dans le câblage et le métal deviendra magnétique (voir Ressources pour les instructions). La barre ou le clou doit conserver une partie de son magnétisme même après que le courant électrique a été coupé et que le câblage a été retiré.

•  Veillez à ne pas toucher le métal exposé du clou ou le câblage lorsque le courant électrique est activé. Si le câblage est isolé, vous pouvez le toucher pendant que le courant est actif, mais vous voudrez peut-être connecter une résistance à votre circuit, sinon le métal peut rapidement devenir trop chaud au toucher.