Sommige metalen lijken andere metalen sterker aan te trekken. Deze kracht wordt magnetisme genoemd. Nog voor de ontdekking van elektriciteit, vonden wetenschappers kompassen, minuscule stroken van natuurlijk voorkomende magneten die roteren om uit te lijnen met het aardmagneetveld. Omdat het veld van zuid naar noord beweegt, wijst de kompasnaald altijd naar de magnetische noordpool. Nu masseren we magneten en begrijpen we hoe ze werken.

Magnetische velden

Wanneer twee metalen door de ruimte naar elkaar toe worden aangetrokken, zijn een of beide waarschijnlijk magnetisch. Je bent misschien het meest bekend met permanente magneten, die sterkere magneten zijn omdat ze ijzer bevatten. Dit type magnetisme wordt ferromagnetisme genoemd. Het magnetisch veld van de aarde wordt veroorzaakt door de bewegingen van de gesmolten nikkel-ijzer kern van de planeet en kan worden gezien wanneer minuscule geladen deeltjes van de zon in botsing komen met de atmosfeer van de aarde dicht bij de magnetische polen van onze planeet, waardoor ze licht uitstralen als ze dat doen . Vlakbij de magnetische noordpool, noemen we de verlichting van het magnetische veld het noorderlicht, of aurora borealis.

Elektronen

De atomen die de moleculen van alle materie vormen, hebben een kern van neutronen en protonen. Rond alle kernen zijn elektronen die een negatieve lading dragen. De vorm van hun banen geeft de atomen een directionele oriëntatie, en de orbitale beweging veroorzaakt een zeer zwak magnetisch veld rondom het atoom. Magnetische velden kunnen worden veroorzaakt wanneer een elektrische stroom actief is, maar ze zijn het sterkst wanneer de elektrische stroom in een cirkelvormig of spiraalvormig pad gaat. Elektromagneten gebruiken deze eigenschap, dus hun magnetisme kan worden in- en uitgeschakeld wanneer de elektrische stroom wordt in- en uitgeschakeld.

Mogelijke metalen

Bepaalde metalen hebben een structuur die hun elektronen gemakkelijker laat line-up en vormen een magnetisch veld. IJzer, nikkel, kobalt en gadolinium zijn het gemakkelijkst te magnetiseren. Metalen zoals aluminium en koper kunnen ook worden gemagnetiseerd, maar de magnetische velden die ze produceren zijn erg zwak. Oxiden en legeringen die ijzer bevatten, kunnen ook gemakkelijk worden gemagnetiseerd, zoals roest en staal. Hoe meer elektronen in een metaal kunnen worden opgesteld, hoe sterker het magnetische veld dat ze produceren.

Natuurlijke magneten

Magnetiet is een ijzeroxide dat in de natuur vaak wordt ontdekt met een sterke magnetische veld. Dergelijke magnetietmonsters worden lodestones genoemd. Moderne theorieën suggereren dat het magnetiet van lodestones werd gemagnetiseerd door blikseminslagen. Magnetiet kan gemakkelijk een sterk magnetisch veld hebben omdat de kristallijne structuur ervoor zorgt dat grote groepen moleculen (domeinen genoemd) allemaal dezelfde polaire oriëntatie of richting hebben.

Andere mineralen kunnen van nature zwak magnetisme hebben vanwege hun blootstelling aan de Het magnetische veld van de aarde. Door stenen uit de loopgraven van de oceaan te bestuderen, kunnen we zien hoe het magnetisch veld van de aarde in de loop van de millennia is omgedraaid (de magnetische noord- en zuidmagnetische polen).

Een magneet maken

Alles wat je nodig hebt om te maken je eigen magneet is om veel rollen koperbedrading rond een stalen staaf of spijker te wikkelen. Voer vervolgens met een kleine batterij een stroom door de bedrading en het metaal wordt magnetisch (zie bronnen voor instructies). De staaf of spijker moet een deel van zijn magnetisme behouden, zelfs nadat de elektrische stroom is uitgeschakeld en de bedrading is verwijderd. Zorg ervoor dat u het blootgestelde metaal van de spijker of de bedrading niet aanraakt wanneer de elektrische stroom aan is. Als de bedrading is geïsoleerd, kunt u deze aanraken terwijl de stroom actief is, maar wilt u mogelijk een weerstand aansluiten op uw circuit, anders kan het metaal snel te heet worden om aan te raken.