Що робить матеріал магнітним?

Магнітним може бути не будь-який матеріал. Насправді з усіх відомих елементів лише небагатьох має магнітну здатність, і вони різняться залежно від ступеня. Найсильнішими магнітами є електромагніти, які набирають свою привабливу силу лише при проходженні через них струму. Струм - це рух електронів, а електрони - це те, що робить матеріали магнітними. Є композиційні матеріали, які є магнітними, їх зазвичай називають чорними матеріалами, хоча вони не такі міцні, як електромагніти.

Простіше кажучи, магнетизм - це все про електрони. Електрони - це менше, ніж мікроскопічні частинки, які обертаються навколо ядра атома. Кожен електрон поводиться як власний крихітний магніт із північним та південним полюсами. Коли електрони атома вибудовані в одному напрямку, або всі, що вказують на північ, або всі, що вказують на південь, атом стає магнітним. І оскільки електрони обертаються або обертаються навколо ядра атома, атому також можливо володіти магнітом поле, коли полюси не всі вирівняні через обертання електронів, що робить атом схожим на електромагніт.

Немає статичних елементів, які б були від природи магнітними. Є матеріали, які сильніше притягуються магнітними полями. Матеріали, які найбільш сильно притягуються до магнітного поля, - це залізо та сталь. Однак є рідкісні штучні суміші матеріалів, які сприяють тому, щоб стати електромагнітними перебування під впливом сильного магнітного поля та утримання електромагнітного заряду протягом тривалого періоду час. Через їх здатність тримати магнітне поле протягом тривалого періоду часу, вони вважаються постійними магнітами. Двома найміцнішими постійно магнітними матеріалами є залізо-неодим-бор і алюміній-нікель-кобальт.

Поле магнетики важко пояснити з точністю, тому що наука досі не розуміє магнітних полів. Простіше кажучи, сильні магнітні поля вимірюються в теслі, а більш поширені та набагато слабкіші магнітні поля, що зустрічаються в таких речах, як стереодинаміки, вимірюються в гаусі. Щоб зробити одну теслу, потрібно 10 000 гаусів.

Більш простий спосіб описати це - думати про гравітаційне тяжіння. Гравітація Землі вважається близько 1 тесла або близько 10000 гаусів. Ви можете думати про магнітну силу Гауса як про вагу або про величину сили, що діє під дією гравітаційного притягання. Знадобиться 50 пір’їн, щоб дорівнювати 1 гаусі сили, виміряної як вага, або в цьому випадку магнітне притягання. Вага та магнітна сила безпосередньо не зрівняються, але пропонуються як приклад, щоб дати відчуття магнітного тяги або сили гауса.

Вчені знають, що земля має магнітні властивості, оскільки вільно плаваючий шматок сталі або заліза завжди вказуватиме на магнітну північ. Ось де всі лінії довготи сходяться на Північному полюсі. Хоча магнітна сила не може діяти на більшість рідин, вона може передаватися на земне ядро, яке складається з розплавленого заліза. І це повертає нас до спінінгових електронів. Як земля обертається навколо своєї осі, так і її розплавлене залізне ядро ​​та всі його електрично заряджені електрони, які створюють магнітне поле. Сонце також обертається навколо своєї осі, і його матеріал у вигляді плазми (подібно до рідкої консистенції) створює своє магнітне поле.

Подібно магнітним полюсам відштовхують один одного, тоді як протилежні магнітні полюси притягуються. Магніти природно тягнуться до вищих магнітних полів. Подумайте про наявність двох магнітів, одного на 10 тесла і одного на 1 тесла. Магніт на 10 тесла надає сильніше магнітне поле. Шматок магнітного матеріалу, розміщений на однаковій відстані від обох магнітів, буде притягуватися до сильнішого з двох магнітних полів. Отже, коли два магніти з однаковою полярністю наближаються один до одного, вони, здається, відштовхуються або відштовхуються, коли насправді вони прагнуть вищого магнітного поля. Іншими словами, два магніти, орієнтовані на північ, здається, відбиті, оскільки їх насправді приваблює протилежне, орієнтоване на південь магнітне поле.