Зміст
- Історія магнетизму
- Атоми та електрична зарядка
- Магнітні поля атомів
- Скасування полів
- Намагнічування
- Два чинники
Магнетизм - назва силового поля, породженого магнітами. Через нього магніти притягують певні метали здалеку, змушуючи їх рухатися ближче без видимих причин. Це також засіб, за допомогою якого магніти впливають один на одного. Всі магніти мають два полюси, звані "північним" та "південним" полюсами. Подібно магнітні полюси притягують один одного, тоді як на відміну від магнітних полюсів відштовхують один одного. Існує безліч різних видів магнітів з великою різноманітністю рівнів міцності. Деякі магніти ледве досить міцні, щоб тримати папір до холодильника. Інші досить міцні, щоб підняти 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 відоме, як і існування електрики. Зазвичай вони розглядалися як два повністю відокремлених явища. Однак у 1820 році фізик Ганс Крістіан Ерстед довів, що електричні струми породжують магнітні поля. Незабаром у 1855 р. Інший фізик Майкл Фарадей довів, що зміна магнітних полів може генерувати електричні струми. Таким чином було показано, що електрика і магнетизм є частиною одного явища.
Атоми та електрична зарядка
Вся матерія складається з атомів, а всі атоми - з крихітних електричних зарядів. У центрі кожного атома сидить ядро, невеликий щільний згусток речовини з позитивним електричним зарядом. Навколо кожного ядра є трохи більша хмара негативно заряджених електронів, утримуваних на місці електричним притяганням ядра атомів.
Магнітні поля атомів
Електрони постійно в русі. Вони крутяться, а також рухаються навколо атомів, до складу яких вони входять, а деякі електрони навіть переходять від одного атома до іншого. Кожен рухливий електрон - це крихітний електричний струм, оскільки електричний струм - це лише рухомий електричний заряд. Тому, як показав Ерстед, кожен електрон у кожному атомі генерує власне крихітне магнітне поле.
Скасування полів
У більшості матеріалів ці крихітні магнітні поля вказують у різних напрямках і тому скасовують одне одного, згідно Крістен Койн з Національної лабораторії високого магнітного поля. Північні полюси розташовані поруч з південними полюсами так само часто, як і ні, а чисте магнітне поле всього об’єкта близьке до нуля.
Намагнічування
Коли деякі матеріали потрапляють у зовнішнє магнітне поле, ця картина змінюється. Зовнішнє магнітне поле змушує всі ці маленькі магнітні поля вишикуватися. Його північний полюс штовхає всі маленькі північні полюси в тому ж напрямку: подалі від нього. Він тягне до себе всі маленькі магнітні південні полюси. Це змушує крихітні магнітні поля всередині матеріалу поєднувати свої ефекти разом. Результат - сильне чисте магнітне поле в об'єкті в цілому.
Два чинники
Чим потужніше зовнішнє магнітне поле, яке застосовується, тим більша намагніченість в результаті. Це перший із факторів, який визначає, наскільки сильним стає магніт. Другий - тип матеріалу, з якого виготовлений магніт. З різних матеріалів виробляються магніти різної міцності. Ті, хто має високу магнітну проникність (що є показником того, наскільки вони чутливі до магнітних полів), роблять найсильніші магніти. З цієї причини чисте залізо використовується для виготовлення деяких найсильніших магнітів.