Nem akármilyen anyag lehet mágneses. Valójában az összes ismert elem közül csak néhány rendelkezik mágneses képességgel, és ezek fokonként változnak. A legerősebb mágnesek az elektromágnesek, amelyek csak akkor nyerik vonzó erejüket, ha az áram áthalad rajtuk. Az áram az elektronok mozgása, és az elektronok teszik mágnessé az anyagokat. Vannak olyan mágneses kompozit anyagok, amelyeket általában vasanyagnak neveznek, bár nem olyan erősek, mint az elektromágnesek.
Hogyan fordul elő a mágnesesség
Egyszerűbben fogalmazva, a mágnesesség az elektronokról szól. Az elektronok kisebbek, mint a mikroszkopikus részecskék, amelyek az atom magja körül forognak. Minden elektron úgy viselkedik, mint a maga apró mágnese, északi és déli pólussal. Amikor egy atom elektronjai azonos irányban sorakoznak fel, akár északra, akár délre, az atom mágnesessé válik. Mivel az elektronok forognak vagy forognak az atommag körül, az is lehetséges, hogy az atom mágneses mező, amikor a pólusok nincsenek egy vonalban az elektronok forogása miatt, ami az atomhoz hasonlóvá teszi az atomot elektromágnes.
Természetesen nem mágneses anyagok
Nincsenek statikus elemek, amelyek természetesen mágnesesek. Vannak olyan anyagok, amelyeket erősebben vonzanak a mágneses mezők. A mágneses mező iránt leginkább a vas és az acél vonzza az anyagokat. Vannak azonban ritkán olyan mesterséges anyagkeverékek, amelyek elősegítik az elektromágnesessé válást erős mágneses mezőnek vannak kitéve és elektromágneses töltést tartanak fenn hosszú ideig idő. Mivel mágneses mezőt hosszú ideig képesek visszatartani, állandó mágnesnek számítanak. A két legerősebb tartósan mágneses anyag a vas-neodímium-bór és az alumínium-nikkel-kobalt.
A mágneses erő mérése
A mágneses területet nehéz pontosan megmagyarázni, mert sok mindent a tudomány még mindig nem ért a mágneses mezőkhöz. Egyszerűbben fogalmazva: az erős mágneses mezőket a teslában mérik, a gyakoribb és sokkal gyengébb mágneses mezőket pedig olyan dolgokban, mint a sztereó hangszórók, gaususban mérik. 10 000 gauss szükséges egy tesla elkészítéséhez.
Könnyebb leírni, ha a gravitációs vonzerőn gondolkodunk. A Föld gravitációját körülbelül 1 teslának vagy körülbelül 10 000 gausnak tekintik. Gondolhat a gauss mágneses erejére, mint súlyra, vagy a gravitációs vonzerő által kifejtett erő mennyiségére. 50 tollra lenne szükség, hogy megegyezzen 1 gauss erővel, súlyként mérve, vagy ebben az esetben mágneses vonzerővel. A tömeg és a mágneses erő nem közvetlenül egyenértékű, de ezek példaként szolgálnak a gauss mágneses húzásának vagy erejének érzékeltetésére.
Miért mágneses a Föld?
A tudósok tudják, hogy a földnek van mágneses tulajdonsága, mert egy szabadon lebegő acél- vagy vasdarab mindig mágneses észak felé mutat. Ott összefut az összes hosszúsági vonal az Északi-sarkon. Noha a legtöbb folyadékra nem lehet mágneses erőt kifejteni, a megolvadt vasból álló földmagra lehet hatni. És ez visszavezet minket a forgó elektronokhoz. Amint a föld forog a tengelyén, ugyanúgy forog olvadt vasmagja és minden elektromosan töltött elektronja, amelyek mágneses teret hoznak létre. A nap a tengelyén is forog, anyaga pedig plazma formájában (hasonlóan a folyékony konzisztenciához) létrehozza mágneses terét.
Az ellentétek vonzzák egymást
Mint a mágneses pólusok taszítják egymást, míg az ellentétes mágneses pólusok vonzanak. A mágneseket természetesen a magasabb mágneses mezők vonzzák. Gondoljon arra, hogy két mágnese van, egy 10 teslánál és egy 1 teslánál. A 10 tesla mágnes erősebb mágneses teret fejt ki. Egy darab mágneses anyag, amely mindkét mágnestől egyenlő távolságra helyezkedik el, vonzódna a két mágneses mező közül az erősebbhez. Tehát amikor két hasonló polaritású mágnes közeledik egymáshoz, úgy tűnik, hogy elrugaszkodnak vagy visszaverik őket, amikor valójában nagyobb mágneses teret keresnek. Más szavakkal, két észak-orientált mágnes látszólag visszaverődik, mert valójában az ellenkező, déli irányú mágneses mező vonzza őket.
