Çoğu insan demirin mıknatısları çektiğini bilirken, altın ve gümüş gibi diğer metaller çekmez. Yine de çok az insan, demirin manyetizma ile neden bu büyülü ilişkisi olduğunu tam olarak açıklayabilir. Cevabı bulmak için atomik seviyeye inmeniz ve bir atomun elektronlarının manyetik yapısını incelemeniz gerekir.
Elektronlar ve Manyetizma
Manyetizmanın arkasındaki bilim, elektrik gibi, bir atomun çekirdeğini çevreleyen negatif yüklü parçacıklar olan elektronlara iner. Tüm elektronların elektriksel özellikleri olduğu gibi manyetik özellikleri de vardır. Bir elektron manyetizma sergilediğinde ve sonuç olarak, harici bir manyetik alanla etkileşime girme yeteneği olduğunda, bunun bir manyetik momente sahip olduğu söylenir.
Bir elektronun manyetik momenti, her ikisi de kuantum mekaniğinin prensibi olan dönüşüne ve yörüngesine dayanır. Kuantum denklemlerine girmeden, bir elektronun manyetik momentinin hareketinden kaynaklandığını söylemek yeterlidir.
Bir Malzemeyi Manyetik Yapan Nedir?
Herhangi bir maddedeki tek tek atomların manyetik momentleri olabilir, ancak bu, maddenin kendisinin manyetik olduğu anlamına gelmez. Maddenin manyetik olması için, birlikte çalışan yeterli sayıda atoma ihtiyacınız vardır. Bu iki şey gerektirir.
Olması gereken ilk şey, atomlar arasında bazı anlaşmazlıkların olması gerektiğidir. Birçok maddede, tüm elektronlar, her biri diğerinin manyetik özelliklerini ortadan kaldıran düzenli çiftler halinde sıralanır. 1000 lokomotif hayal ederseniz, yarısı kuzeye, diğer yarısı güneye gitmeye çalışıyor, hiçbiri hareket etmeyecek. Bu nedenle, bir maddenin manyetik olması için elektronlarının tümü eşlenemez.
Ancak bu, maddenin manyetik olması için tek başına yeterli değildir. Bir malzemenin elektronlarının çiftler halinde sıralanmaması, maddenin mutlaka manyetik olduğu anlamına gelmez. Örneğin, fındık ve tahıllarda bulunan ve sağlıklı kemikler için gerekli olan önemli bir mineral olan manganez, elektronları çiftler halinde sıralanmasa da manyetik değildir. 500'ü güneye ve 501'i kuzeye bakan 1001 tren motorunuz varsa, bu ekstra motor pek bir fark yaratmayacaktır.
İhtiyacınız olan ikinci şey, birçok lokomotif gibi, yeterli sayıda elektronun kendilerini birbirine paralel olarak hizalamasıdır. aynı yöne bakıyorlar - bu nedenle harici bir manyetik alanla etkileşime girme yetenekleri, tüm alanı hareket ettirmek için yeterince önemlidir. nesne.
Bu iki koşulu sağlayan herhangi bir malzemeye ferromanyetik denir. Demir en yaygın ferromanyetik elementtir. Diğer iki ferromanyetik element nikel ve kobalttır. Bununla birlikte, diğer bazı maddeler, ısıtıldıklarında veya diğer malzemelerle birleştirildiğinde ferromanyetik olabilir.
