Cosa rende magnetico un metallo?

Alcuni metalli sembrano attrarre altri metalli più fortemente. Questa forza si chiama magnetismo.

Anche prima della scoperta dell'elettricità, gli scienziati hanno inventato Bussole, minuscole strisce di magneti naturali che ruotano per allinearsi con il campo magnetico terrestre. Poiché il campo si sposta da sud a nord, l'ago della bussola punta sempre al polo magnetico settentrionale.

Oggi le persone possono sia produrre magneti in serie che capire come funzionano. Esistono vari tipi di magneti e l'elenco dei metalli magnetici è più lungo di quanto si possa pensare.

Quando due metalli sono attratti l'uno dall'altro attraverso lo spazio, uno o entrambi sono probabilmente magnetici.

Potresti avere più familiarità con i magneti permanenti, che sono magneti più forti perché contengono ferro. Questo tipo di magnetismo si chiama ferromagnetismo. Il campo magnetico terrestre è causato dai movimenti del nucleo fuso di nichel-ferro del pianeta e può essere visto quando una piccola carica le particelle del sole si scontrano con l'atmosfera terrestre vicino ai poli magnetici del nostro pianeta, facendole emettere luce come fanno così.

Vicino al polo magnetico settentrionale, chiamiamo l'illuminazione del campo magnetico l'aurora boreale, o aurora boreale.

Gli atomi che compongono le molecole di tutta la materia hanno un nucleo di neutroni e protoni.

In orbita attorno a tutti i nuclei sono elettroni che portano una carica negativa. La forma delle loro orbite dà agli atomi un orientamento direzionale e il movimento orbitale provoca un campo magnetico molto debole attorno all'atomo. I campi magnetici possono essere causati ogni volta che è attiva una corrente elettrica, ma sono più forti quando la corrente elettrica segue un percorso circolare o a spirale.

Gli elettromagneti utilizzano questa proprietà, quindi il loro magnetismo può essere attivato e disattivato mentre la corrente elettrica viene attivata e disattivata.

Alcuni metalli hanno una struttura che consente ai loro elettroni di allinearsi più facilmente e formare un campo magnetico.

Ferro, nichel, cobalto e gadolinio sono i più facili da magnetizzare. Metalli come alluminio e rame tecnicamente appartengono a qualsiasi elenco di materiali magnetici, ma i campi magnetici che producono sono molto deboli. Anche gli ossidi e le leghe che contengono ferro possono essere magnetizzati facilmente, come la ruggine e l'acciaio. Più elettroni in un metallo possono essere allineati, più forte è il campo magnetico che producono.

Magnetite è un ossido di ferro che si trova frequentemente in natura con un forte campo magnetico. Tali campioni di magnetite sono chiamati calamite. Le teorie moderne suggeriscono che la magnetite delle calamite fosse magnetizzata dai fulmini. La magnetite può facilmente avere un forte campo magnetico perché la sua struttura cristallina consente a grandi gruppi di molecole (chiamati domini) di avere tutti lo stesso orientamento o direzione polare.

Altri minerali possono avere un debole magnetismo naturalmente a causa della loro esposizione al campo magnetico terrestre. Lo studio delle rocce dalle fosse oceaniche ci permette di vedere come il campo magnetico terrestre si è capovolto (i poli magnetici nord e sud si invertono) nel corso dei millenni.

Tutto ciò di cui hai bisogno per creare il tuo magnete è avvolgere molte bobine di cavi di rame attorno a una barra d'acciaio o un chiodo. Quindi con una piccola batteria, fai passare una corrente attraverso il cablaggio e il metallo diventerà magnetico (vedi risorse per istruzioni). La barra o il chiodo dovrebbero conservare parte del loro magnetismo anche dopo che la corrente elettrica è stata disattivata e il cablaggio è stato rimosso.

•  Fare attenzione a non toccare il metallo esposto del chiodo o il cablaggio quando la corrente elettrica è attiva. Se il cablaggio è isolato, puoi toccarlo mentre la corrente è attiva, ma potresti voler collegare un resistore al circuito, altrimenti il ​​metallo può diventare rapidamente troppo caldo per essere toccato.