Магнетизм - це назва силового поля, породженого магнітами. Через нього магніти здалеку притягують певні метали, змушуючи їх наближатися без видимих причин. Це також засіб, за допомогою якого магніти впливають один на одного. Усі магніти мають два полюси, які називаються «північним» і «південним» полюсами. Подібно до магнітних полюсів притягують один одного, тоді як на відміну від магнітних полюсів відштовхують один одного. Є багато різних види магнітів з великою різноманітністю рівнів міцності. Деякі магніти ледве досить сильні, щоб утримувати папір у холодильнику. Інші досить сильні, щоб піднімати машини.
Історія магнетизму
Щоб зрозуміти, що робить магніти сильними, ви повинні зрозуміти щось із історії науки про магнетизм. На початку 19 століття існування магнетизму було добре відомо, як і існування електрики. Вони загалом розглядалися як два цілком окремі явища. Однак у 1820 році фізик Ганс Крістіан Ерстед довів, що електричні струми породжують магнітні поля. Незабаром, у 1855 році, інший фізик, Майкл Фарадей, довів, що змінювані магнітні поля можуть генерувати електричні струми. Таким чином було показано, що електрика і магнетизм є частиною одного явища.
Атоми та електричний заряд
Вся речовина складається з атомів, а всі атоми - з крихітних електричних зарядів. У центрі кожного атома сидить ядро, невеликий щільний скупчення речовини з позитивним електричним зарядом. Навколо кожного ядра знаходиться трохи більша хмара негативно заряджених електронів, утримуваних на місці електричним притяганням ядра атома.
Магнітні поля атомів
Електрони постійно в русі. Вони обертаються так само, як і рухаються навколо атомів, частиною яких вони є, а деякі електрони навіть рухаються від одного атома до іншого. Кожен електрон, що рухається, є крихітним електричним струмом, оскільки електричний струм - це просто рухомий електричний заряд. Тому, як показав Ерстед, кожен електрон у кожному атомі генерує своє крихітне магнітне поле.
Скасування полів
У більшості матеріалів ці крихітні магнітні поля спрямовані в різних напрямках і, отже, відміняють одне одне, згідно з Крістен Койн з Національної лабораторії високого магнітного поля. Північні полюси найчастіше знаходяться поруч з південними полюсами, а чисте магнітне поле всього об'єкта близько до нуля.
Намагнічування
Коли деякі матеріали піддаються дії зовнішнього магнітного поля, ця картина змінюється. Зовнішнє магнітне поле змушує всі ці маленькі магнітні поля вибудовуватися. Його північний полюс відсуває всі маленькі північні полюси в одному напрямку: подалі від нього. Він тягне до себе всі маленькі магнітні південні полюси. Це змушує крихітні магнітні поля всередині матеріалу додавати свої ефекти. Результатом є сильне чисте магнітне поле в об’єкті в цілому.
Два фактори
Чим потужніше зовнішнє магнітне поле, яке застосовується, тим більша намагніченість виникає. Це перший із факторів, який визначає, наскільки сильним стає магніт. Другий - тип матеріалу, з якого виготовлений магніт. Різні матеріали виробляють магніти різної сили. Ті, хто має високу магнітну проникність (це показник того, наскільки вони реагують на магнітні поля), роблять найсильніші магніти. З цієї причини з чистого заліза використовують одні з найсильніших магнітів.