Magnetizmas stebina visus, kai pirmą kartą su juo susiduria. Magnetai kai kuriuos daiktus traukia tarsi magija, tačiau į magnetą reaguoja tik konkrečios medžiagos. Suprasti, kurios medžiagos reaguoja, o kurios ne, yra gana paprasta, tačiau tai priklauso nuo supratimo, kaip apskritai veikia magnetai. Nors dauguma žmonių žino, kad metalus traukia magnetai, iš tikrųjų „feromagnetiniai“ metalai, pvz., Geležis, yra pagrindiniai metalai, nors paramagnetiniai ir ferrimagnetiniai (su „i“, o ne „o“) metalai silpnai traukia magnetus, taip pat.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Geležis, kobaltas ir nikelis, taip pat lydiniai, susidedantys iš šių feromagnetinių metalų, labai traukia magnetus. Kiti feromagnetiniai metalai yra gadolinas, neodimas ir samariumas.
Paramagnetinius metalus silpnai traukia magnetai, tarp jų yra platina, volframas, aliuminis ir magnis.
Ferrimagnetinius metalus, tokius kaip magnetitas, taip pat traukia magnetai, o diamagnetiniai metalai, tokie kaip sidabras ir varis, juos atstumia.
Kaip veikia magnetizmas
Supratimas apie magnetizmą yra būtinas, jei norite sužinoti, kodėl vienus metalus traukia magnetai, o kitus - ne. Elektronų judėjimas atome sukuria mažą magnetinį lauką, tačiau paprastai šį lauką panaikina kitų elektronų ir jų priešingų magnetinių laukų judėjimas. Tačiau kai kuriose medžiagose, pritaikius magnetinį lauką, gretimų elektronų sukiniai susilygina vienas su kitu, o tai sukuria neto lauką visoje medžiagoje. Trumpai tariant, užuot panaikinę vienas kito laukus, šių medžiagų elektronai susijungia ir sukuria stipresnį lauką. Kai kuriose medžiagose šis derinimas išnyksta, kai laukas pašalinamas, tačiau kitose jis lieka net pašalinus lauką.
Magnetai turi teigiamą ir neigiamą polius (arba šiaurės ir pietų polius), ir, kaip žino dauguma žmonių, derantys poliai atstumia vienas kitą, o priešingi poliai traukia vienas kitą.
Ferromagnetiniai metalai ir lydiniai
Feromagnetines medžiagas traukia magnetai, nes jų elektronai sukasi, o susidarę „magnetiniai momentai“ lengvai išsilygina ir išlaiko tą išlyginimą net be išorinio magnetinio lauko. Feromagnetines medžiagas, tokias kaip geležis, nikelis ir kobaltas, traukia magnetai, taip pat retųjų žemių metalai, tokie kaip gadolinis, neodimas ir samariumas.
Iš šių medžiagų pagamintus lydinius taip pat traukia magnetai, todėl nerūdijančio plieno, kuriame yra daug geležies (priešingai nei chromui,), pritraukia magnetai. Kiti feromagnetiniai lydiniai yra awaruitas (nikelis ir geležis), wairauitas (kobaltas ir geležis), alnikas (kobaltas, geležis, nikelis, aliuminis, titanas ir varis) ir chrominduras (chromas, kobaltas ir geležis). Iš esmės bet koks lydinys, sudarytas iš feromagnetinių medžiagų, taip pat bus magnetinis.
Paramagnetiniai metalai ir magnetizmas
Paramagnetiniai metalai silpniau traukia magnetus nei feromagnetiniai metalai, be magnetinio lauko jie neišlaiko savo magnetinių savybių. Paramagnetiniai metalai apima:
- platina
- aliuminis
- volframas
- molibdenas
- tantalas
- cezis
- ličio
- magnis
- natrio
- uranas
Ferrimagnetiniai metalai ir magnetizmas
Kai kurios medžiagos klasifikuojamos kaip ferrimagnetinės. Tai atsitinka, kai joniniame junginyje yra dvi medžiagos grotelės su priešingais magnetiniais momentais, tačiau jos nėra visiškai subalansuotos, dėl to susidaro grynasis įmagnetinimas. Magnetitas pateikia šio tipo magnetizmo pavyzdį, ir iš pradžių jis buvo laikomas feromagnetine medžiaga dėl šių dviejų tipų magnetizmo panašumų. Tačiau daugelis ferrimagnetinių medžiagų yra keramika, o ne metalai.
Diamagnetiniai metalai ir magnetizmas
Diamagnetinius metalus magnetai iš tikrųjų atbaido, o ne traukia, ir dažniausiai silpnai. Medžiagos priskiriamos diamagnetinėms, kai jų magnetiniai momentai veikia priešingai nei pritaikytas laukas, o ne jį sustiprina. Šios medžiagos yra sidabras, švinas, gyvsidabris ir varis.