Innhold
- Magnetismens historie
- Atomer og elektrisk ladning
- Magnetiske felt av atomer
- Avbestilling av felt
- magnetisering
- To faktorer
Magnetisme er navnet på kraftfeltet generert av magneter. Gjennom den tiltrekker magneter visse metaller på avstand, noe som får dem til å gå nærmere uten noen åpenbar årsak. Det er også virkemidlene magneter påvirker hverandre. Alle magneter har to poler, kalt polene “nord” og “sør”. Som magnetiske poler tiltrekker hverandre, mens i motsetning til magnetiske poler skyver hverandre bort. Det er mange forskjellige typer magneter med et stort utvalg av styrkenivåer. Noen magneter er knapt sterke nok til å holde papir i kjøleskapet. Andre er sterke nok til å løfte biler.
Magnetismens historie
For å forstå hva som gjør magneter sterke må du forstå noe av historien til vitenskapen om magnetism. På begynnelsen av 1800-tallet var eksistensen av magnetisme kjent, og det var også elektrisitet. Disse ble generelt sett på som to helt separate fenomener. I 1820 beviste imidlertid fysikeren Hans Christian Oersted at elektriske strømmer genererer magnetiske felt. Like etter, i 1855, beviste en annen fysiker, Michael Faraday, at skiftende magnetfelt kunne generere elektriske strømmer. Dermed ble det vist at elektrisitet og magnetisme er en del av det samme fenomenet.
Atomer og elektrisk ladning
All materie er laget av atomer, og alle atomer er laget av små elektriske ladninger. I midten av hvert atom sitter kjernen, en liten tett klump av materie med en positiv elektrisk ladning. Rundt hver kjerne er en litt større sky av negativt ladede elektroner, holdt på plass av den elektriske tiltrekningen til atomkjernen.
Magnetiske felt av atomer
Elektroner er stadig på farten. De snurrer i tillegg til å bevege seg rundt atomene de er en del av, og noen elektroner flytter til og med fra et atom til et annet. Hvert elektron som beveger seg er en liten elektrisk strøm, fordi en elektrisk strøm bare er en elektrisk ladning i bevegelse. Derfor, som Oersted viste, genererer hvert elektron i hvert atom sitt eget lille magnetfelt.
Avbestilling av felt
I de fleste materialer peker disse bittesmå magnetiske feltene i mange forskjellige retninger og avbryter derfor hverandre ut, ifølge Kristen Coyne fra National High Magnetic Field Laboratory. Nordpoler er like ved sørpolene så ofte som ikke, og netto magnetfeltet til hele objektet er nær null.
magnetisering
Når noen materialer blir utsatt for et eksternt magnetfelt, endres dette bildet. Det eksterne magnetfeltet tvinger alle de små magnetfeltene til å stille opp. Nordpolen skyver alle de små nordpolene i samme retning: bort fra den. Den drar alle de små magnetiske sørpolene mot seg. Dette gjør at de bittesmå magnetiske feltene inne i materialet legger effektene sammen. Resultatet er et sterkt nettomagnetisk felt i objektet som helhet.
To faktorer
Jo kraftigere det eksterne magnetfeltet som brukes, desto større blir magnetiseringen som resulterer. Dette er den første av faktorene som avgjør hvor sterk magnet blir. Den andre er typen materiale magneten er laget av. Ulike materialer produserer magneter med forskjellige styrker. De med høy magnetisk permeabilitet (som er en måling av hvor responsive de er på magnetfelt) lager de sterkeste magnetene. Av denne grunn brukes rent jern til å lage noen av de sterkeste magnetene.