Hva gjør en magnetisk metall?

Noen metaller ser ut til å tiltrekke seg andre metaller sterkere. Denne kraften kalles magnetisme.

Selv før oppdagelsen av elektrisitet, fant forskerne opp kompassersmå bånd av naturlig forekommende magneter som roterer for å justere seg med jordens magnetfelt. Siden feltet beveger seg fra sør til nord, peker kompassnålen alltid mot den nordlige magnetpolen.

I dag kan folk både masseprodusere magneter og forstå hvordan de fungerer. Det finnes forskjellige typer magnet, og listen over magnetiske metaller er lengre enn du kanskje tror.

Når to metaller tiltrekkes av hverandre over hele rommet, er sannsynligvis en eller begge magnetiske.

Du er kanskje mest kjent med permanente magneter, som er sterkere magneter fordi de har jern i seg. Denne typen magnetisme kalles ferromagnetisme. Jordens magnetfelt er forårsaket av bevegelsene til den smeltede nikkel-jernkjernen på planeten og kan sees når den er liten ladet partikler fra solen kolliderer med jordens atmosfære nær planetens magnetiske poler, og får dem til å avgi lys som de gjør så.

I nærheten av den nordlige magnetpolen kaller vi magnetfeltets belysning for nordlyset, eller aurora borealis.

Atomer som utgjør molekylene i all materie har en kjerne av nøytroner og protoner.

Bane rundt alle kjernene er elektroner som har en negativ ladning. Formen på banene deres gir atomene en retningsretning, og orbitalbevegelsen forårsaker et veldig svakt magnetfelt rundt atomet. Magnetfelt kan forårsakes når som helst en elektrisk strøm er aktiv, men de er sterkest når den elektriske strømmen går i en sirkulær eller spiralbane.

Elektromagneter bruker denne egenskapen, slik at magnetismen kan slås på og av når den elektriske strømmen slås på og av.

Enkelte metaller har en struktur som gjør at elektronene deres lettere kan stille seg og danne et magnetfelt.

Jern, nikkel, kobolt og gadolinium er lettest å magnetisere. Metaller som aluminium og kobber hører teknisk til på listen over magnetiske materialer, men magnetfeltene de produserer er veldig svake. Oksider og legeringer som har jern i kan også magnetiseres lett, for eksempel rust og stål. Jo flere elektroner i et metall som kan stilles opp, desto sterkere er magnetfeltet de produserer.

Magnetitt er et jernoksid som ofte blir oppdaget i naturen med et sterkt magnetfelt. Slike prøver av magnetitt kalles lodesteiner. Moderne teorier antyder at magnetitt av lodesteiner ble magnetisert av lynnedslag. Magnetitt kan lett ha et sterkt magnetfelt fordi den krystallinske strukturen gjør at store grupper av molekyler (kalt domener) alle har samme polare retning eller retning.

Andre mineraler kan ha svak magnetisme naturlig på grunn av deres eksponering for jordens magnetfelt. Å studere bergarter fra havgravene lar oss se hvordan jordens magnetfelt har snudd (de nordlige og sørlige magnetpolene snur) gjennom årtusener.

Alt du trenger for å lage din egen magnet er å vikle mange kobberkabler rundt en stålstang eller spiker. Kjør deretter en strøm gjennom ledningene med et lite batteri, og metallet blir magnetisk (se Ressurser for instruksjoner). Stangen eller neglen skal beholde noe av magnetismen selv etter at den elektriske strømmen er slått av og ledningene er fjernet.

•  Vær forsiktig så du ikke berører neglens eksponerte metall eller ledningene når den elektriske strømmen er på. Hvis ledningen er isolert, kan du berøre den mens strømmen er aktiv, men det kan være lurt å koble en motstand til kretsen din, ellers kan metallet raskt bli for varmt til å berøre.