Sisu
- Kuidas tekib magnetism
- Pole looduslikult magnetilisi materjale
- Kuidas mõõdetakse magnetilist tugevust
- Miks Maa on magnetiline
- Vastandid tõmbuvad
Mitte ainult ükski materjal ei saa olla magnetiline. Tegelikult on kõigist teadaolevatest elementidest magnetiline võime vaid käputähel ja need varieeruvad astmeliselt. Tugevaimad magnetid on elektromagnetid, mis saavad oma ligitõmbava jõu alles siis, kui vool neist läbi läheb. Vool on elektronide liikumine ja elektronid muudavad materjalid magnetiliseks. On komposiitmaterjale, mis on magnetilised ja mida tavaliselt nimetatakse raudmaterjalideks, kuigi need pole nii tugevad kui elektromagnetid.
Kuidas tekib magnetism
Lihtsamalt öeldes on magnetism seotud elektronidega. Elektronid on väiksemad kui mikroskoopilised osakesed, mis keerlevad aatomi tuuma ümber. Iga elektron käitub nagu oma pisike magnet põhja- ja lõunapoolusega. Kui aatomi elektronid on rivistatud samas suunas, kas kõik suunaga põhja või kõik lõuna poole, muutub aatom magnetiliseks. Ja kuna elektronid pöörlevad või keerlevad ümber aatomi tuuma, on ka aatomil võimalik omada magnetvälja, kui poolused pole elektronide keerdumise tõttu kõik joondatud, mis muudab aatomi sarnaseks elektromagnetiga.
Pole looduslikult magnetilisi materjale
Staatilisi elemente, mis oleksid loomulikult magnetilised, pole olemas. On materjale, mida magnetväljad rohkem köidavad. Materjalid, mida magnetväli kõige enam köidab, on raud ja teras. Siiski on haruldasi inimese loodud materjalisegusid, mis soodustavad elektromagnetiliseks muutumist tugeva magnetväljaga kokkupuutel ja pika aja jooksul elektromagnetilise laengu käes hoidmisel. Kuna nad suudavad pikka aega hoida magnetvälja, peetakse neid püsimagnetiteks. Kaks tugevaimat püsivalt magnetilist materjali on raud-neodüümboor ja alumiinium-nikkel-koobalt.
Kuidas mõõdetakse magnetilist tugevust
Magnetvälja on raske täpselt täpsustada, kuna on palju, mida teadus magnetväljadest veel ei mõista. Lihtsamalt öeldes mõõdetakse teslas tugevaid magnetvälju ja stereokõlarite, näiteks stereokõlarite puhul levinumaid ja palju nõrgemaid magnetvälju mõõdetakse gaussides. Ühe tesla tegemiseks kulub 10 000 gaussi.
Lihtsam viis selle kirjeldamiseks on mõelda gravitatsioonilise külgetõmbe peale. Maa gravitatsiooniks loetakse umbes 1 tesla või umbes 10 000 gauss. Võite mõelda gausi magnetjõule kui kaalule või gravitatsioonilise tõmbejõuga avaldatava jõu suurusele. Kaaluks mõõdetud jõu ühe gaussiga võrdub 50 sulge või 50 juhul, kui sel juhul on tegemist magnetilise tõmbejõuga. Kaal ja magnetiline jõud ei ole otseselt võrdsustatavad, kuid neid pakutakse näitena, mis annab mõista magnetilise tõmbe või gausi jõu mõju.
Miks Maa on magnetiline
Teadlased teavad, et maapinnal on magnetiline omadus, kuna vabalt ujuv terast või rauda osutab alati magnetiliselt põhja poole. Seal koonduvad kõik põhjapikkusjooned. Kuigi enamikule vedelikele ei saa magnetjõudu avaldada, võib see avalduda maapõue südamikus, mis koosneb sularauast. Ja see viib meid tagasi pöörlevate elektronide juurde. Kui maa pöörleb oma telje peal, toimivad ka selle sula raudtuum ja kõik selle elektriliselt laetud elektronid, mis loovad magnetvälja. Päike pöörleb ka oma teljel ja selle materjal plasma kujul (sarnane vedela konsistentsiga) loob selle magnetvälja.
Vastandid tõmbuvad
Nagu magnetilised poolused tõrjuvad üksteist, samas kui vastassuunalised magnetilised poolused tõmbavad. Magnetid tõmmatakse loomulikult kõrgematesse magnetväljadesse. Mõelge sellele, et teil on kaks magnetit, üks 10 tesla ja teine 1 tesla juures. 10 tesla magnet avaldab tugevamat magnetvälja. Magnetmaterjali tükk, mis asetseb mõlemast magnetist võrdsel kaugusel, tõmmatakse kahest magnetväljast tugevamale. Nii et kui kaks sarnase polaarsusega magnetit lähenevad teineteisele, näivad nad tõukavat või tõrjuvad neid, kui nad tegelikult otsivad kõrgemat magnetvälja. Teisisõnu näib, et kaks põhjas orienteeritud magneti on tõrjuvad, kuna tegelikult meelitab neid vastupidine, lõunapoolne magnetväli.