Hva er årsaken til at ting blir magnetisert?

Mange tar magneter for gitt. De er overalt, fra fysikklaboratorier til kompasser som brukes til campingturer til suvenirer som sitter fast på kjøleskap. Noen materialer er mer utsatt for magnetisme enn andre. Noen typer magneter, som elektromagneter, kan slås på og av mens permanente magneter produserer et jevnt magnetfelt hele tiden.

Alt materialet består av magnetiske domener. Dette er små lommer som inneholder atomdipoler. Når disse dipolene blir justert i en retning, har materialet magnetiske egenskaper. Spesielt jern er et element hvis dipoler lett kan justeres. I andre materialer kan dipoler justeres innenfor et domene, men ikke med hensyn til andre domener i samme stykke materiale. Disse domenene kan oppdages ved hjelp av en prosess som kalles magnetisk kraftmikroskopi. Når et materiale plasseres i et sterkt magnetfelt, vil dets domener justeres og selve materialet blir magnetisert. Ikke alle domener må være justert for at magnetisme skal oppnås.

Eksponering for en elektrisk strøm er en annen måte å justere magnetiske domener på. Når to ledninger har en elektrisk strøm som går gjennom dem, vil det være en magnetisk tiltrekning mellom dem hvis strømmen går i samme retning. Ledningene vil avvise hverandre hvis strømmen deres er i motsatt retning. Jorden er imidlertid en magnet som produseres av elektriske strømmer i planetens smeltede kjerne National Aeronautics and Space Administration forskere fortsetter å lete etter kilden til disse strømmer.

Ferromagnetisme er et fenomen som forekommer i noen metaller, særlig jern, kobolt og nikkel, som får metallet til å bli magnetisk. Atomene i disse metallene har et uparret elektron, og når metallet utsettes for et tilstrekkelig sterkt magnetfelt, strekker disse elektronenes spinn seg parallelt med hverandre. Dette er grunnen til at jernkjerner brukes i elektromagnetiske solenoider og transformatorviklinger. Den elektriske strømmen skaper et magnetfelt som forsterkes av jernkjernens induserte magnetisme.

Materialer forblir magnetiske ved temperaturer lavere enn Curie-temperaturen. Denne temperaturen er forskjellig for forskjellige metaller og beskriver det punktet hvor rekkevidden for magnetiske domener forsvinner. Den lange rekkefølgen er det som holder magnetiske domener i en bestemt retning. Høyere Curie-temperaturer betyr at det kreves mer energi for å desorigere materialets magnetiske domener. Når temperaturen synker under Curie-temperaturen og materialet plasseres i et magnetfelt, blir det magnetisk igjen.