Здається, деякі метали приваблюють інші метали сильніше. Ця сила називається магнетизм.
Ще до відкриття електрики вчені винайшли компаси, крихітні смужки природних магнітів, які обертаються, щоб вирівнятися з магнітним полем Землі. Оскільки поле рухається з півдня на північ, стрілка компаса завжди вказує на північний магнітний полюс.
Сьогодні люди можуть як масово виробляти магніти, так і розуміти, як вони працюють. Існують різні типи магнітів, і список магнітних металів довший, ніж ви можете подумати.
Магнітні поля
Коли два метали притягуються один до одного через космос, один або обидва з них, ймовірно, є магнітними.
Можливо, вам найбільш відомі постійні магніти, які є сильнішими магнітами, оскільки в них є залізо. Цей тип магнетизму називається феромагнетизм. Магнітне поле Землі спричинене рухами розплавленого нікелево-залізного ядра планети і може бути видно, коли крихітні заряди частинки від Сонця стикаються з атмосферою Землі поблизу магнітних полюсів нашої планети, змушуючи їх випромінювати світло, як і вони так.
Поблизу північного магнітного полюса ми називаємо освітлення магнітного поля північним сяйвом, або полярним сяйвом.
Електрони
Атоми, що складають молекули всієї речовини, мають ядро нейтронів і протонів.
Орбітальні навколо всіх ядер електрони які несуть негативний заряд. Форма їх орбіт надає атомам спрямовану орієнтацію, а орбітальний рух викликає дуже слабке магнітне поле навколо атома. Магнітні поля можуть виникати в будь-який час, коли електричний струм активний, але вони найсильніші, коли електричний струм йде по колу або спіралі.
Електромагніти використовують цю властивість, тому їх магнетизм може вмикатись і вимикатись при включенні та виключенні електричного струму.
Список магнітних металів
Певні метали мають структуру, яка дозволяє їх електронам легше вибудовуватися і утворювати магнітне поле.
Залізо, нікель, кобальт і гадоліній є найпростішими для намагнічування. Такі метали, як алюміній та мідь, технічно входять до будь-якого списку магнітних матеріалів, але магнітні поля, які вони виробляють, дуже слабкі. Оксиди та сплави, що містять залізо, також легко намагнічуються, такі як іржа та сталь. Чим більше електронів у металі можна вишикувати, тим сильніше магнітне поле вони виробляють.
Природні магніти
Магнетит є оксидом заліза, який часто зустрічається в природі з сильним магнітним полем. Такі зразки магнетиту називаються лодестонами. Сучасні теорії припускають, що магнетит глинистих каменів намагнічений ударами блискавки. Магнетит може легко мати сильне магнітне поле, оскільки його кристалічна структура дозволяє великим групам молекул (так званим доменам) мати однакову полярну орієнтацію або напрямок.
Інші мінерали можуть мати слабкий магнетизм, природно, через вплив магнітного поля Землі. Вивчення гірських порід з океанських траншей дозволяє побачити, як магнітне поле Землі перекинулось (північний та південний магнітні полюси змінювались протягом тисячоліть).
Виготовлення магніту
Все, що потрібно для виготовлення власного магніту, - це обмотати багато котушок мідною проводкою навколо сталевого бруска або цвяха. Потім за допомогою невеликої батареї пропустіть струм через проводку, і метал стане магнітним (див Ресурси для отримання інструкцій). Стержень або цвях повинні зберігати частину свого магнетизму навіть після вимкнення електричного струму та зняття проводки.
- Будьте обережні, щоб не торкатися відкритого металу цвяха або проводки, коли електричний струм включений. Якщо проводка ізольована, ви можете торкнутися її, поки струм активний, але, можливо, ви захочете підключити резистор до своєї схеми, інакше метал може швидко нагрітися занадто сильно.