Магнетизм - это название силового поля, создаваемого магнитами. Через него магниты притягивают определенные металлы на расстоянии, заставляя их приближаться без какой-либо видимой причины. Это также средство, с помощью которого магниты влияют друг на друга. Все магниты имеют два полюса, называемые «северным» и «южным» полюсами. Как магнитные полюса притягиваются друг к другу, а в отличие от магнитных полюсов отталкивают друг друга. Есть много разных виды магнитов с большим разнообразием уровней прочности. Некоторые магниты едва удерживают бумагу в холодильнике. Другие достаточно сильны, чтобы поднимать автомобили.
История магнетизма
Чтобы понять, что делает магниты сильными, вы должны кое-что понять из истории науки о магнетизме. В начале 19 века было хорошо известно о существовании магнетизма и электричества. Обычно это считалось двумя совершенно разными явлениями. Однако в 1820 году физик Ганс Кристиан Эрстед доказал, что электрические токи создают магнитные поля. Вскоре после этого, в 1855 году, другой физик, Майкл Фарадей, доказал, что изменяющиеся магнитные поля могут генерировать электрические токи. Таким образом было показано, что электричество и магнетизм являются частью одного и того же явления.
Атомы и электрический заряд
Вся материя состоит из атомов, и все атомы состоят из крошечных электрических зарядов. В центре каждого атома находится ядро - небольшой плотный сгусток вещества с положительным электрическим зарядом. Каждое ядро окружает чуть большее облако отрицательно заряженных электронов, удерживаемых на месте электрическим притяжением ядра атома.
Магнитные поля атомов
Электроны постоянно находятся в движении. Они вращаются, а также перемещаются вокруг атомов, частью которых они являются, а некоторые электроны даже перемещаются от одного атома к другому. Каждый движущийся электрон представляет собой крошечный электрический ток, потому что электрический ток - это просто движущийся электрический заряд. Следовательно, как показал Эрстед, каждый электрон в каждом атоме генерирует собственное крошечное магнитное поле.
Аннулирование полей
По словам Кристен Койн из Национальной лаборатории сильных магнитных полей, в большинстве материалов эти крошечные магнитные поля направлены во многих разных направлениях и поэтому нейтрализуют друг друга. Северные полюса часто оказываются рядом с южными полюсами, а чистое магнитное поле всего объекта близко к нулю.
Намагничивание
Когда некоторые материалы подвергаются воздействию внешнего магнитного поля, эта картина меняется. Внешнее магнитное поле заставляет все эти маленькие магнитные поля выстраиваться в линию. Его северный полюс отталкивает все маленькие северные полюса в одном направлении: от себя. Он притягивает к себе все маленькие магнитные южные полюса. Это заставляет крошечные магнитные поля внутри материала складывать свои эффекты вместе. В результате в объекте в целом возникает сильное магнитное поле.
Два фактора
Чем мощнее приложенное внешнее магнитное поле, тем больше намагниченность. Это первый из факторов, определяющих, насколько сильным станет магнит. Второй - это тип материала, из которого сделан магнит. Из разных материалов производятся магниты разной силы. Магниты с высокой магнитной проницаемостью (которая является мерой их чувствительности к магнитным полям) создают самые сильные магниты. По этой причине из чистого железа делают одни из самых сильных магнитов.