Nielen akýkoľvek materiál môže byť magnetický. V skutočnosti zo všetkých známych prvkov má iba niekoľko magnetických schopností a líšia sa stupňom. Najsilnejšie magnety sú elektromagnety, ktoré získajú svoju príťažlivú silu iba vtedy, keď nimi prechádza prúd. Aktuálny je pohyb elektrónov a práve elektróny robia materiály magnetickými. Existujú magnetické kompozitné materiály, ktoré sa zvyčajne označujú ako železný materiál, aj keď nie sú také silné ako elektromagnety.
Ako sa vyskytuje magnetizmus
Zjednodušene povedané, magnetizmus je o elektrónoch. Elektróny sú menšie ako mikroskopické častice, ktoré sa krútia okolo jadra atómu. Každý elektrón sa správa ako vlastný malý magnet so severným a južným pólom. Keď sú elektróny atómu zoradené v rovnakom smere, buď všetky smerujú na sever, alebo na juh, atóm sa stáva magnetickým. A pretože elektróny sa otáčajú alebo rotujú okolo jadra atómu, je tiež možné, že atóm vlastní magnetické pole pole, keď póly nie sú všetky v jednej línii kvôli rotácii elektrónov, vďaka ktorej je atóm veľmi podobný an elektromagnet.
Žiadne prirodzene magnetické materiály
Neexistujú žiadne statické prvky, ktoré by boli prirodzene magnetické. Existujú materiály, ktoré sú silnejšie priťahované magnetickými poľami. Materiály, ktoré sú najviac priťahované magnetickým poľom, sú železo a oceľ. Existujú však vzácne zmesi materiálov vyrobené človekom, ktoré vedú k tomu, aby sa stali elektromagnetickými je vystavený silnému magnetickému poľu a dlho drží elektromagnetický náboj čas. Vďaka svojej schopnosti držať magnetické pole po dlhú dobu sa považujú za permanentné magnety. Dva najsilnejšie permanentne magnetické materiály sú železo-neodým-bór a hliník-nikel-kobalt.
Ako sa meria magnetická sila
Oblasť magnetiky je ťažké presne vysvetliť, pretože veda stále nevie o magnetických poliach nič pochopiť. Zjednodušene povedané, silné magnetické polia sa merajú v tesle a bežnejšie a oveľa slabšie magnetické polia, ktoré sa nachádzajú vo veciach, ako sú stereofónne reproduktory, sa merajú v gaussi. Výroba jednej tesly trvá 10 000 gaussov.
Jednoduchší spôsob, ako to opísať, je premýšľať o gravitačnej príťažlivosti. Gravitácia Zeme sa považuje za asi 1 teslu alebo asi 10 000 gaussov. Môžete uvažovať o magnetickej sile gaussa ako o hmotnosti alebo o sile sily gravitačnej príťažlivosti. Bolo by potrebných 50 pier, aby sa im rovnal 1 gauss sily meranej ako váha, alebo v tomto prípade magnetická príťažlivosť. Hmotnosť a magnetická sila nie sú priamo porovnateľné, ale sú ponúkané ako príklad na získanie pocitu magnetického ťahu alebo sily gaussa.
Prečo je Zem magnetická
Vedci vedia, že Zem má magnetické vlastnosti, pretože voľne plávajúci kus ocele alebo železa bude vždy smerovať na magnetický sever. Tam sa všetky línie zemepisnej dĺžky zbiehajú na severný pól. Aj keď magnetická sila nemôže pôsobiť na väčšinu kvapalín, môže sa prenášať na zemské jadro, ktoré pozostáva z roztaveného železa. A to nás privádza späť k rotujúcim elektrónom. Keď sa Zem točí okolo svojej osi, mení sa aj jej roztavené železné jadro a všetky jej elektricky nabité elektróny, ktoré vytvárajú magnetické pole. Slnko sa tiež otáča okolo svojej osi a jeho materiál ako plazma (podobná tekutej konzistencii) vytvára svoje magnetické pole.
Protiklady sa priťahujú
Rovnako ako magnetické póly sa navzájom odpudzujú, zatiaľ čo opačné magnetické póly sa lákajú. Magnety sú prirodzene priťahované k vyšším magnetickým poliam. Popremýšľajte, že by ste mali dva magnety, jeden na 10 tesla a jeden na 1 tesla. 10 teslov magnet vyvíja silnejšie magnetické pole. Kus magnetického materiálu umiestnený v rovnakej vzdialenosti od oboch magnetov by bol priťahovaný k silnejšiemu z týchto dvoch magnetických polí. Takže keď sa dva magnety s podobnou polaritou priblížia k sebe, zdá sa, že sa odtláčajú alebo sú odrazené, keď v skutočnosti hľadajú vyššie magnetické pole. Inými slovami, dva severne orientované magnety sa zdajú byť odrazené, pretože sú skutočne priťahované opačným, južne orientovaným magnetickým poľom.