Содержание
- Как происходит магнетизм
- Нет естественно магнитных материалов
- Как измеряется магнитная сила
- Почему Земля Магнитная
- Противоположности притягиваются
Не просто любой материал может быть магнитным. Фактически, из всех известных элементов только немногие обладают магнитной способностью, и они различаются по степени. Самые сильные магниты - это электромагниты, которые приобретают силу притяжения только тогда, когда через них проходит ток. Ток - это движение электронов, а электроны делают материалы магнитными. Существуют композитные материалы, которые являются магнитными, обычно их называют железными материалами, хотя они не так прочны, как электромагниты.
Как происходит магнетизм
Проще говоря, магнетизм - это все об электронах. Электроны меньше микроскопических частиц, которые вращаются вокруг ядра атома. Каждый электрон ведет себя как свой крошечный магнит с северным и южным полюсами. Когда электроны атома выстроены в одном направлении, либо все они направлены на север, либо все направлены на юг, атом становится магнитным. И поскольку электроны вращаются или вращаются вокруг ядра атома, атом также может обладать магнитным полем, когда полюса не все выровнены из-за вращения электронов, что делает атом очень похожим на электромагнит.
Нет естественно магнитных материалов
Там нет статических элементов, которые являются естественно магнитными. Есть материалы, которые сильнее притягиваются магнитными полями. Материалы, наиболее сильно привлеченные к магнитному полю, - это железо и сталь. Тем не менее, существуют редкие смеси искусственных материалов, которые способствуют превращению в электромагнитные, подвергаясь воздействию сильного магнитного поля и удерживая электромагнитный заряд в течение длительных периодов времени. Из-за их способности удерживать магнитное поле в течение длительных периодов времени они считаются постоянными магнитами. Два самых сильных постоянных магнитных материала - железо-неодим-бор и алюминий-никель-кобальт.
Как измеряется магнитная сила
Область магнетизма трудно объяснить с точностью, потому что есть много того, что наука до сих пор не понимает о магнитных полях. Проще говоря, сильные магнитные поля измеряются в теслах, а более распространенные и гораздо более слабые магнитные поля, обнаруживаемые в таких вещах, как стереодинамики, измеряются в гауссах. Требуется 10 000 гаусс, чтобы сделать один тесла.
Более простой способ описать это - подумать о гравитационном притяжении. Гравитация Земли считается около 1 тесла или около 10000 гауссов. Вы можете думать о магнитной силе Гаусса как о весе или о величине силы, оказываемой гравитационным притяжением. Потребовалось бы 50 перьев, чтобы получить 1 гаусс силы, измеренной как вес, или, в данном случае, магнитное притяжение. Вес и магнитная сила не могут быть прямо сопоставлены, но предлагаются в качестве примера, чтобы дать представление о магнитном притяжении или силе Гаусса.
Почему Земля Магнитная
Ученые знают, что Земля обладает магнитными свойствами, потому что свободно плавающий кусок стали или железа всегда будет указывать на магнитный север. Вот где все линии долготы сходятся на Северном полюсе. Хотя магнитная сила не может быть приложена к большинству жидкостей, она может быть передана в ядро земли, которое состоит из расплавленного железа. И это возвращает нас к вращающимся электронам. Как Земля вращается вокруг своей оси, так и ядро из расплавленного железа и все ее электрически заряженные электроны создают магнитное поле. Солнце также вращается вокруг своей оси, и его материал в виде плазмы (аналог жидкой консистенции) создает свое магнитное поле.
Противоположности притягиваются
Как магнитные полюсы отталкивают друг друга, а противоположные магнитные полюса притягиваются. Магниты естественным образом притягиваются к более высоким магнитным полям. Подумайте о наличии двух магнитов, один на 10 тесла и один на 1 тесла. Магнит 10 тесла создает более сильное магнитное поле. Кусок магнитного материала, расположенный на равном расстоянии от обоих магнитов, будет притягиваться к более сильному из двух магнитных полей. Поэтому, когда два магнита одинаковой полярности приближаются друг к другу, они кажутся отталкивающими или отталкивающимися, когда на самом деле они ищут более сильное магнитное поле. Другими словами, два ориентированных на север магнита, кажется, отталкиваются, потому что они фактически притягиваются противоположным, ориентированным на юг магнитным полем.