რით ხდება მასალა მაგნიტური?

არა მხოლოდ ნებისმიერი მასალა შეიძლება იყოს მაგნიტური. სინამდვილეში, ყველა ცნობილი ელემენტიდან მხოლოდ რამდენიმე ფლობს მაგნიტურ შესაძლებლობებს და ისინი განსხვავდება ხარისხით. ყველაზე ძლიერი მაგნიტებია ელექტრომაგნიტები, რომლებიც მიმზიდველ ძალას იძენენ მხოლოდ მაშინ, როდესაც მათში მიმდინარეობა გადის. მიმდინარე არის ელექტრონების მოძრაობა და ელექტრონები არიან ის, რაც მასალებს მაგნიტურს ხდის. არსებობს კომპოზიტური მასალები, რომლებიც მაგნიტურია, რომლებიც ჩვეულებრივ მოიხსენიება როგორც შავი მასალა, თუმცა ისინი ისეთი ძლიერი არ არიან, როგორც ელექტრომაგნიტები.

მარტივად რომ ვთქვათ, მაგნეტიზმი არის ელექტრონები. ელექტრონები მცირეა ვიდრე მიკროსკოპული ნაწილაკები, რომლებიც ატომის ბირთვის გარშემო ტრიალებენ. თითოეული ელექტრონი იქცევა როგორც საკუთარი პატარა მაგნიტი, რომელსაც აქვს ჩრდილოეთის და სამხრეთ პოლუსი. როდესაც ატომის ელექტრონები იმავე მიმართულებით არიან განლაგებული, ან ყველა მიმართულია ჩრდილოეთისკენ, ან ყველა სამხრეთით არის მიმართული, ატომი ხდება მაგნიტური. რადგან ელექტრონები ბრუნავენ ან ტრიალებენ ატომის ბირთვის გარშემო, ასევე შესაძლებელია ატომს ჰქონდეს მაგნიტური ველი, როდესაც ბოძები ყველა განლაგებული არ არის ელექტრონების დატრიალების გამო, რაც ატომს ჰგავს ელექტრომაგნიტი.

არ არსებობს სტატიკური ელემენტები, რომლებიც ბუნებრივად მაგნიტურია. არსებობს მასალები, რომლებიც უფრო მკაცრად იზიდავს მაგნიტურ ველებს. მაგნიტური ველის ყველაზე მეტად მოზიდული მასალები არის რკინა და ფოლადი. ამასთან, არსებობს იშვიათი ტექნოგენური მასალების ნარევები, რომლებიც ხელს უწყობენ ელექტრომაგნიტური გახდეს ექვემდებარება ძლიერ მაგნიტურ ველს და დიდხანს იკავებს ელექტრომაგნიტურ მუხტს დრო დიდი ხნის განმავლობაში მაგნიტური ველის გამართვის უნარის გამო, ისინი განიხილებიან მუდმივ მაგნიტებად. მუდმივად მაგნიტური ორი მასალაა რკინა-ნეოდიმი-ბორი და ალუმინის-ნიკელ-კობალტი.

მაგნიტიკის სფერო ძნელია ახსნა სიზუსტით, რადგან მეცნიერებს ჯერ კიდევ არ აქვთ გაგებული მაგნიტური ველების შესახებ. მარტივად რომ ვთქვათ, ძლიერი მაგნიტური ველები იზომება ტესლაში, ხოლო უფრო გავრცელებული და ბევრად უფრო სუსტი მაგნიტური ველები, როგორიცაა სტერეო დინამიკები, იზომება გაუსში. ერთი ტესლას გაკეთებას 10 000 გაუსი სჭირდება.

მისი აღწერის უფრო მარტივი გზაა ვიფიქროთ გრავიტაციულ მიზიდულობაზე. დედამიწის მიზიდულობად ითვლება დაახლოებით 1 ტესლა ან დაახლოებით 10,000 გაუსი. შეგიძლიათ იფიქროთ გაუსის მაგნიტურ ძალაზე, როგორც წონაზე, ან გრავიტაციული მიზიდულობის ძალაზე. დასჭირდება 50 ბუმბული 1 გაუსის ძალის ტოლად, რომელიც იზომება როგორც წონა, ან ამ შემთხვევაში მაგნიტური მიზიდულობა. წონა და მაგნიტური ძალა პირდაპირ ტოლფასი არ არის, მაგრამ მათ მაგალითს გვთავაზობენ გაუსის მაგნიტური მიზიდვის ან ძალის აღქმისთვის.

მეცნიერებმა იციან, რომ დედამიწას მაგნიტური თვისება აქვს, რადგან ფოლადის ან რკინის თავისუფალი მცურავი ნაჭერი ყოველთვის მიანიშნებს მაგნიტურ ჩრდილოეთზე. სწორედ იქაა ჩრდილოეთ პოლუსზე გრძედის გრძელი ხაზის გადაკვეთა. მიუხედავად იმისა, რომ მაგნიტური ძალა არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას სითხეების უმეტესობაზე, იგი შეიძლება გადაეცეს დედამიწის ბირთვს, რომელიც შედგება გამდნარი რკინისგან. და ეს გვაბრუნებს დატრიალებულ ელექტრონებს. დედამიწა თავის ღერძზე ტრიალებს, ასევე მოქმედებს მისი მდნარი რკინის ბირთვი და ყველა მისი ელექტრონულად დამუხტული ელექტრონი, რომლებიც ქმნიან მაგნიტურ ველს. მზე ასევე ბრუნავს თავის ღერძზე და მისი მასალა, როგორც პლაზმა (თხევადი კონსისტენციის მსგავსი) ქმნის მის მაგნიტურ ველს.

მაგნიტური პოლუსების მსგავსად იგერიებს ერთმანეთს, ხოლო მოპირდაპირე მაგნიტური პოლუსები იზიდავს. მაგნიტები ბუნებრივად იზიდავს მაღალ მაგნიტურ ველებს. იფიქრეთ ორი მაგნიტის ქონაზე, ერთი 10 ტესლაზე და ერთი 1 ტესლაზე. 10 ტესლას მაგნიტი ახდენს უფრო ძლიერ მაგნიტურ ველს. მაგნიტური მასალის ნაჭერი, რომელიც ორივე მაგნიტისგან თანაბრად დაშორებულია, ორი მაგნიტური ველიდან უფრო ძლიერი მიიზიდება. ასე რომ, როდესაც მსგავსი პოლარობის ორი მაგნიტი უახლოვდება ერთმანეთს, ისინი, როგორც ჩანს, იძულებითი მოშორებით ან მოგერიდებათ, როდესაც ისინი უფრო მაღალ მაგნიტურ ველს ეძებენ. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ორი ჩრდილოეთზე ორიენტირებული მაგნიტი თითქოს მოგერიებულია, რადგან მათ რეალურად იზიდავს საპირისპირო, სამხრეთზე ორიენტირებული მაგნიტური ველი.