Innehåll
- Magnetismens historia
- Atomer och elladdning
- Magnetiska fält av atomer
- Avbokning av fält
- magnetisering
- Två faktorer
Magnetism är namnet på det kraftfält som genereras av magneter. Genom det lockar magneter vissa metaller på avstånd, vilket får dem att närma sig utan någon uppenbar orsak. Det är också det sätt på vilket magneter påverkar varandra. Alla magneter har två poler, kallade polerna ”norr” och ”söder”. Som magnetiska poler lockar varandra, medan till skillnad från magnetpoler skjuter varandra bort. Det finns många olika sorters magneter med en stor mängd styrka. Vissa magneter är knappt starka för att hålla papper i kylskåp. Andra är tillräckligt starka för att lyfta bilar.
Magnetismens historia
För att förstå vad som gör magneter starka måste du förstå något av historien om vetenskapen om magnetism. I början av 1800-talet var förekomsten av magnetism välkänd, liksom förekomsten av elektricitet. Dessa ansågs generellt som två helt separata fenomen. Men 1820 bevisade fysikern Hans Christian Oersted att elektriska strömmar genererar magnetfält. Strax efter, 1855, bevisade en annan fysiker, Michael Faraday, att förändrade magnetfält kunde generera elektriska strömmar. Således visades det att elektricitet och magnetism är en del av samma fenomen.
Atomer och elladdning
All materia är gjord av atomer och alla atomer är tillverkade av små elektriska laddningar. I mitten av varje atom sitter kärnan, en liten tät klump av materia med en positiv elektrisk laddning. Runt varje kärna finns ett något större moln med negativt laddade elektroner, som hålls på plats av atomen kärnans elektriska attraktion.
Magnetiska fält av atomer
Elektroner är ständigt på väg. De snurrar såväl som att flytta runt atomerna de är en del av, och vissa elektroner flyttar till och med från en atom till en annan. Varje rörlig elektron är en liten elektrisk ström, eftersom en elektrisk ström bara är en rörlig elektrisk laddning. Därför, som Oersted visade, genererar varje elektron i varje atom sitt eget lilla magnetfält.
Avbokning av fält
I de flesta material pekar dessa små magnetfält i många olika riktningar och avbryter därför varandra, enligt Kristen Coyne från National High Magnetic Field Laboratory. Nordpoler är bredvid södra poler så ofta som inte, och nätmagnetfältet för hela objektet är nära noll.
magnetisering
När vissa material utsätts för ett yttre magnetfält förändras denna bild. Det yttre magnetfältet tvingar alla dessa små magnetfält att ställa sig i linje. Nordpolen skjuter alla lilla nordpoler i samma riktning: bort från den. Den drar alla små magnetiska sydpoler mot den. Detta gör att de små magnetiska fälten i materialet lägger till sina effekter tillsammans. Resultatet är ett starkt nettomagnetiskt fält i objektet som helhet.
Två faktorer
Ju kraftigare det yttre magnetfältet som appliceras, desto större är magnetiseringen som resulterar. Detta är den första av de faktorer som avgör hur stark en magnet blir. Den andra är typen av material som magneten är tillverkad av. Olika material producerar magneter med olika styrkor. De med hög magnetisk permeabilitet (som är ett mått på hur lyhörda de är på magnetfält) gör de starkaste magneterna. Av denna anledning används rent järn för att göra några av de starkaste magneterna.