Vissa metaller verkar locka andra metaller starkare. Denna kraft kallas magnetism.
Redan före upptäckten av el uppfann forskare passare, små remsor av naturligt förekommande magneter som roterar för att anpassa sig till jordens magnetfält. Eftersom fältet rör sig från söder till norr pekar kompassnålen alltid mot den nordliga magnetpolen.
Idag kan människor både massproducera magneter och förstå hur de fungerar. Det finns olika typer av magneter, och listan över magnetiska metaller är längre än du kanske tror.
Magnetiska fält
När två metaller lockas till varandra över rymden är antagligen en eller båda av dem magnetiska.
Du kanske är mest bekant med permanentmagneter, som är starkare magneter eftersom de har järn i sig. Denna typ av magnetism kallas ferromagnetism. Jordens magnetfält orsakas av rörelserna från den smälta nickel-järnkärnan på planeten och kan ses när den är liten laddad partiklar från solen kolliderar med jordens atmosfär nära planetens magnetiska poler och får dem att avge ljus som de gör så.
Nära den nordliga magnetpolen kallar vi magnetfältets belysning för norrsken, eller aurora borealis.
Elektroner
Atomerna som utgör molekylerna i all materia har en kärna av neutroner och protoner.
Det kretsar kring alla kärnor elektroner som har en negativ laddning. Formen på deras banor ger atomerna en riktningsorientering, och orbitalrörelsen orsakar ett mycket svagt magnetfält runt atomen. Magnetfält kan orsakas när som helst en elektrisk ström är aktiv, men de är starkast när den elektriska strömmen går i en cirkulär eller spiralväg.
Elektromagneter använder den här egenskapen, så deras magnetism kan slås på och av när den elektriska strömmen slås på och av.
Lista över magnetiska metaller
Vissa metaller har en struktur som gör att deras elektroner lättare kan rada upp sig och bilda ett magnetfält.
Järn, nickel, kobolt och gadolinium är de lättaste att magnetisera. Metaller som aluminium och koppar hör tekniskt till någon magnetisk materiallista, men de magnetiska fälten de producerar är mycket svaga. Oxider och legeringar som innehåller järn kan också magnetiseras lätt, såsom rost och stål. Ju fler elektroner i en metall som kan raderas, desto starkare är magnetfältet de producerar.
Naturliga magneter
Magnetit är en järnoxid som ofta upptäcks i naturen med ett starkt magnetfält. Sådana prover av magnetit kallas lodstenar. Moderna teorier antyder att lodstenens magnetit magnetiserades av blixtnedslag. Magnetit kan lätt ha ett starkt magnetfält eftersom dess kristallstruktur gör det möjligt för stora grupper av molekyler (kallade domäner) att ha samma polära orientering eller riktning.
Andra mineraler kan ha svag magnetism naturligt på grund av deras exponering för jordens magnetfält. Att studera stenar från havsgraven gör att vi kan se hur jordens magnetfält har vänt (de nordliga och södra magnetiska polerna vänder) under årtusenden.
Att göra en magnet
Allt du behöver för att skapa din egen magnet är att linda massor av kopparsladdar runt en stålstång eller spik. Kör sedan en ström genom ledningarna med ett litet batteri så blir metallen magnetisk (se Resurser för instruktioner). Stången eller spiken bör behålla en del av sin magnetism även efter att den elektriska strömmen har stängts av och ledningarna har tagits bort.
- Var försiktig så att du inte vidrör spikens utsatta metall eller ledningarna när den elektriska strömmen är på. Om ledningarna är isolerad kan du röra vid den medan strömmen är aktiv, men du kanske vill ansluta ett motstånd till din krets, annars kan metallen snabbt bli för varm att röra vid.