A mágnesesség mindenkit meghökkent, amikor először találkoznak vele. A mágnesek varázslattal vonzanak egyes tárgyakat, de csak bizonyos anyagok reagálnak a mágnesre. Megérteni, hogy mely anyagok reagálnak, és melyek nem, meglehetősen egyszerű, de ez a mágnesek működésének megértésétől függ általában. Míg a legtöbb ember tudja, hogy a fémeket vonzza a mágnes, a valóságban a „ferromágneses” fémek, például a vas a fő fémek, bár a paramágneses és ferrimágneses ("i" -nel, nem "o" -val) fémek gyengén vonzódnak a mágnesekhez, is.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A vas, a kobalt és a nikkel, valamint ezekből a ferromágneses fémekből álló ötvözetek erősen vonzódnak a mágnesekhez. Egyéb ferromágneses fémek közé tartozik a gadolinium, a neodímium és a szamárium.
A paramágneses fémeket gyengén vonzza a mágnes, ezek közé tartozik a platina, a volfrám, az alumínium és a magnézium.
A ferrimágneses fémeket, például a magnetitet, a mágnesek is vonzzák, míg a diamágneses fémeket, mint az ezüst és a réz, taszítják.
Hogyan működik a mágnesesség
A mágnesesség megértése elengedhetetlen, ha tudni akarja, miért vonzanak egyes fémeket a mágnesek, másokat nem. Az elektronok mozgása egy atomban kis mágneses teret hoz létre, de ezt a mezőt általában más elektronok és ellentétes mágneses terük mozgása törli. Egyes anyagokban azonban, amikor mágneses teret alkalmazunk, a szomszédos elektronok pörgései egymáshoz igazodnak, ami az egész anyagon nettó mezőt hoz létre. Röviden, ahelyett, hogy egymás mezõit törölnék, az ezekben az anyagokban található elektronok összekapcsolódnak és erõsebb teret alkotnak. Egyes anyagokban ez az igazítás eltűnik, amikor a mezőt eltávolítják, másokban azonban a mező eltávolítása után is megmarad.
A mágneseknek pozitív és negatív pólusuk van (vagy északi és déli pólusuk), és mint az emberek többsége tudja, az illeszkedő pólusok taszítják egymást, míg az ellentétes pólusok vonzzák egymást.
Ferromágneses fémek és ötvözetek
A ferromágneses anyagokat azért vonzzák a mágnesek, mert elektronjaik forognak, és a keletkező „mágneses momentumok” könnyen egymáshoz igazodnak, és külső mágneses tér nélkül is megtartják ezt az igazodást. A ferromágneses anyagokat, például a vasat, a nikkelt és a kobaltot ezért vonzzák a mágnesek, valamint a ritkaföldfémek, például a gadolínium, a neodímium és a szamárium.
Az ezekből az anyagokból készült ötvözetek szintén vonzódnak a mágnesekhez, így a jelentős mennyiségű vasat tartalmazó rozsdamentes acél (szemben például a krómmal) vonzódik a mágnesekhez. Egyéb ferromágneses ötvözetek közé tartozik az awaruit (nikkel és vas), wairauite (kobalt és vas), alnico (kobalt, vas, nikkel, alumínium, titán és réz) és a kromindur (króm, kobalt és vas). Lényegében minden ferromágneses anyagból álló ötvözet mágneses is lesz.
Paramágneses fémek és mágnesesség
A paramágneses fémek gyengébben vonzódnak a mágnesekhez, mint a ferromágneses fémek, és mágneses tér hiányában nem őrzik meg mágneses tulajdonságukat. A paramágneses fémek a következők:
- platina
- alumínium
- volfrám
- molibdén
- tantál
- cézium
- lítium
- magnézium
- nátrium
- uránium
Ferrimágneses fémek és mágnesesség
Néhány anyag ferrimágneses besorolású. Ez akkor fordul elő, amikor egy ionos vegyületnek két anyagrácsa van egymással ellentétes mágneses momentumokkal, de a kettő nincs teljesen kiegyensúlyozva, ami nettó mágnesezettséghez vezet. A mágnes a példa erre a típusú mágnességre, és eredetileg ferromágneses anyagnak tekintették a kétféle mágnesség hasonlósága miatt. Számos ferrimágneses anyag azonban inkább kerámia, mintsem fém.
Diamágneses fémek és mágnesesség
A mágneses fémeket valójában a mágnesek taszítják, nem vonzzák őket, és általában gyengén. Az anyagokat akkor tekintjük diamágnesesnek, ha mágneses nyomatékaik szemben állnak az alkalmazott területtel, nem pedig annak fokozása érdekében. Ezen anyagok közé tartozik az ezüst, az ólom, a higany és a réz.