Содержание
- История магнетизма
- Атомы и электрический заряд
- Магнитные поля атомов
- Отмена полей
- намагничивание
- Два фактора
Магнетизм - это название силового поля, создаваемого магнитами. Через него магниты притягивают определенные металлы на расстоянии, заставляя их приближаться без видимой причины. Это также средство воздействия магнитов друг на друга. Все магниты имеют два полюса, называемые «северным» и «южным» полюсами. Как магнитные полюса притягивают друг друга, а в отличие от магнитных полюсов отталкивают друг друга. Есть много разных видов магнитов с большим разнообразием уровней прочности. Некоторые магниты едва достаточно сильны, чтобы держать бумагу в холодильнике. Другие достаточно сильны, чтобы поднимать машины.
История магнетизма
Чтобы понять, что делает магниты сильными, вы должны кое-что понять из истории науки о магнетизме. В начале 19 века существование магнетизма было хорошо известно, так же как и существование электричества. Они обычно считались двумя совершенно разными явлениями. Однако в 1820 году физик Ганс Кристиан Эрстед доказал, что электрические токи генерируют магнитные поля. Вскоре, в 1855 году, другой физик, Майкл Фарадей, доказал, что изменение магнитных полей может генерировать электрические токи. Таким образом было показано, что электричество и магнетизм являются частью одного и того же явления.
Атомы и электрический заряд
Все вещество состоит из атомов, а все атомы состоят из крошечных электрических зарядов. В центре каждого атома находится ядро, небольшой плотный комок вещества с положительным электрическим зарядом. Каждое ядро окружает немного большее облако отрицательно заряженных электронов, удерживаемое на месте электрическим притяжением ядра атомов.
Магнитные поля атомов
Электроны постоянно в движении. Они вращаются и движутся вокруг атомов, частью которых они являются, и некоторые электроны даже перемещаются от одного атома к другому. Каждый движущийся электрон представляет собой крошечный электрический ток, потому что электрический ток - это просто движущийся электрический заряд. Следовательно, как показал Эрстед, каждый электрон в каждом атоме генерирует свое собственное крошечное магнитное поле.
Отмена полей
По словам Кристен Койн из Национальной лаборатории сильных магнитных полей, в большинстве материалов эти крошечные магнитные поля направлены во многих разных направлениях и поэтому взаимно подавляют друг друга. Северные полюса находятся рядом с южными полюсами так часто, как нет, а суммарное магнитное поле всего объекта близко к нулю.
намагничивание
Когда некоторые материалы подвергаются воздействию внешнего магнитного поля, эта картина меняется. Внешнее магнитное поле заставляет все эти маленькие магнитные поля выстраиваться в линию. Его северный полюс толкает все маленькие северные полюса в одном направлении: от него. Он притягивает к себе все маленькие магнитные южные полюса. Это заставляет крошечные магнитные поля внутри материала складывать свои эффекты вместе. Результатом является сильное чистое магнитное поле в объекте в целом.
Два фактора
Чем сильнее воздействует внешнее магнитное поле, тем больше намагниченность. Это первый из факторов, который определяет, насколько сильным становится магнит. Второй тип материала, из которого сделан магнит. Разные материалы производят магниты разной силы. Те, кто обладает высокой магнитной проницаемостью (которая измеряет их чувствительность к магнитным полям), создают самые сильные магниты. По этой причине чистое железо используется для изготовления самых сильных магнитов.