Что делает материал магнитным?

Не любой материал может быть магнитным. Фактически, из всех известных элементов лишь немногие обладают магнитной способностью, и они различаются по степени. Самые сильные магниты - это электромагниты, сила притяжения которых приобретает силу только тогда, когда через них проходит ток. Ток - это движение электронов, а электроны делают материалы магнитными. Есть магнитные композитные материалы, обычно называемые черными металлами, хотя они не так сильны, как электромагниты.

Проще говоря, магнетизм - это электроны. Электроны меньше микроскопических частиц, вращающихся вокруг ядра атома. Каждый электрон ведет себя как собственный крошечный магнит с северным и южным полюсами. Когда электроны атома выстраиваются в одну линию, все они указывают на север или все на юг, атом становится магнитным. А поскольку электроны вращаются или вращаются вокруг ядра атома, атом также может обладать магнитным полем. поле, когда полюса не все выровнены из-за вращения электронов, что делает атом очень похожим на электромагнит.

Нет статических элементов, которые обладают естественным магнитным полем. Есть материалы, которые сильнее притягиваются магнитными полями. Магнитное поле сильнее всего притягивает к материалам железо и сталь. Однако есть редкие смеси искусственных материалов, которые могут стать электромагнитными из-за подвергаться воздействию сильного магнитного поля и удерживать электромагнитный заряд в течение длительных периодов время. Из-за их способности удерживать магнитное поле в течение длительных периодов времени они считаются постоянными магнитами. Двумя самыми прочными постоянно магнитными материалами являются железо-неодим-бор и алюминий-никель-кобальт.

Поле магнетизма трудно объяснить с точностью, потому что наука еще многого не понимает о магнитных полях. Проще говоря, сильные магнитные поля измеряются в теслах, а более распространенные и гораздо более слабые магнитные поля, обнаруживаемые в таких вещах, как стереодинамики, измеряются в гауссах. Чтобы сделать одну теслу, нужно 10 000 гаусс.

Более простой способ описать это - подумать о гравитационном притяжении. Считается, что сила тяжести Земли составляет около 1 тесла или около 10 000 гаусс. Вы можете думать о магнитной силе Гаусса как о весе или о величине силы, оказываемой гравитационным притяжением. Чтобы получить 1 гаусс силы, измеренной как вес, или, в данном случае, магнитное притяжение, потребуется 50 перьев. Вес и магнитная сила не могут быть приравнены напрямую, но предлагаются в качестве примера, чтобы дать представление о магнитном притяжении или силе гаусса.

Ученые знают, что Земля обладает магнитными свойствами, потому что свободно плавающий кусок стали или железа всегда будет указывать на магнитный север. Вот где сходятся все линии долготы на Северном полюсе. Хотя магнитная сила не может воздействовать на большинство жидкостей, она может быть передана земному ядру, состоящему из расплавленного железа. И это возвращает нас к вращению электронов. Земля вращается вокруг своей оси, так же как и ее расплавленное железное ядро ​​и все ее электрически заряженные электроны, которые создают магнитное поле. Солнце также вращается вокруг своей оси, и его материал в виде плазмы (похожей на жидкую консистенцию) создает его магнитное поле.

Подобные магнитные полюса отталкиваются друг от друга, а противоположные магнитные полюса притягиваются. Магниты естественно притягиваются к более сильным магнитным полям. Представьте себе два магнита: один на 10 тесла и один на 1 тесла. Магнит 10 тесла создает более сильное магнитное поле. Кусок магнитного материала, расположенный на одинаковом расстоянии от обоих магнитов, будет притягиваться к более сильному из двух магнитных полей. Поэтому, когда два магнита одинаковой полярности приближаются друг к другу, кажется, что они отталкиваются или отталкиваются, хотя на самом деле они ищут более сильное магнитное поле. Другими словами, два магнита, ориентированных на север, кажутся отталкиваемыми, потому что на самом деле они притягиваются противоположным магнитным полем, ориентированным на юг.