المحتوى
يبدو أن بعض المعادن تجذب المعادن الأخرى بقوة أكبر. وتسمى هذه القوة مغنطيسية.
حتى قبل اكتشاف الكهرباء ، اخترع العلماء البوصلات، شرائط صغيرة من المغناطيس الذي يحدث بشكل طبيعي والتي تدور لتتماشى مع المجال المغناطيسي للأرض. بما أن الحقل ينتقل من الجنوب إلى الشمال ، فإن إبرة البوصلة تشير دائمًا إلى القطب المغناطيسي الشمالي.
اليوم ، يمكن للناس على حد سواء إنتاج المغناطيس وفهم كيفية عملها. توجد أنواع مختلفة من المغناطيس ، وقائمة المعادن المغناطيسية أطول مما تتصور.
المجالات المغناطيسية
عندما تنجذب معادن إلى بعضهما البعض عبر الفضاء ، يكون أحدهما أو كليهما مغنطيسيًا.
قد تكون أكثر دراية بالمغناطيس الدائم ، والذي يعد مغناطيسًا أقوى لأنه يحتوي على حديد فيه. يسمى هذا النوع من المغناطيسية فرومنتيسم. يحدث المجال المغناطيسي للأرض بسبب تحركات قلب الحديد النيكل المنصهر في الكوكب ويمكن رؤيته عندما تصطدم جسيمات صغيرة مشحونة من الشمس بجو الأرض بالقرب من أقطاب الكوكب المغناطيسية ، مما يتسبب في إطلاقها للضوء أثناء قيامها بذلك. .
بالقرب من القطب المغناطيسي الشمالي ، نسمي إضاءة الحقل المغناطيسي الأنوار الشمالية أو الشفق القطبي.
الإلكترونات
تحتوي الذرات التي تشكل جزيئات المادة كلها على نواة من النيوترونات والبروتونات.
تدور حول كل النواة الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة. يعطي شكل مداراتها الذرات اتجاهًا اتجاهيًا ، والحركة المدارية تسبب مجالًا مغناطيسيًا ضعيفًا للغاية حول الذرة. يمكن أن تحدث الحقول المغناطيسية في أي وقت ينشط فيه التيار الكهربائي ، لكنها تكون أقوى عندما يكون التيار الكهربائي في مسار دائري أو حلزوني.
تستخدم المغناطيسات الكهربائية هذه الخاصية ، لذلك يمكن تشغيل المغناطيسية وإيقاف تشغيلها أثناء تشغيل التيار الكهربائي وإيقافه.
قائمة المعادن المغناطيسية
تحتوي بعض المعادن على بنية تتيح للإلكترونات الخاصة بها أن تصطف بسهولة وتشكل مجالًا مغناطيسيًا.
الحديد والنيكل والكوبالت و الغادولينيوم عنصر فلزي هي الأسهل لجذب تنتمي المعادن مثل الألومنيوم والنحاس من الناحية الفنية إلى أي قائمة مواد مغناطيسية ، لكن الحقول المغناطيسية التي تنتجها ضعيفة للغاية. يمكن أيضا ممغنطة بسهولة أكاسيد وسبائك التي تحتوي على الحديد ، مثل الصدأ والصلب. وكلما زاد عدد الإلكترونات الموجودة في المعدن التي يمكن اصطفها ، زاد المجال المغناطيسي الذي ينتجونه.
مغناطيس طبيعي
المغنتيت هو أكسيد الحديد الذي يتم اكتشافه بشكل متكرر في الطبيعة مع مجال مغناطيسي قوي. وتسمى هذه العينات من المغنتيت النزل. تشير النظريات الحديثة إلى أن مغنتيت النوى كانت ممغنطة بفعل الصواعق. يمكن أن يحتوي المغنتيت بسهولة على حقل مغناطيسي قوي لأن تركيبته البلورية تسمح لمجموعات كبيرة من الجزيئات (تسمى المجالات) بأن يكون لها نفس الاتجاه أو الاتجاه القطبي.
المعادن الأخرى يمكن أن يكون المغناطيسية ضعيفة بشكل طبيعي بسبب تعرضها للحقل المغناطيسي للأرض. تتيح لنا دراسة الصخور من خنادق المحيط أن نرى كيف انقلب الحقل المغناطيسي للأرض (عكس القطبين الشمالي والجنوبي) على مدى آلاف السنين.
صنع المغناطيس
كل ما تحتاجه لتكوين مغناطيس خاص بك هو لف الكثير من لفائف الأسلاك النحاسية حول قضيب فولاذي أو مسمار. ثم باستخدام بطارية صغيرة ، قم بتشغيل التيار عبر الأسلاك ، وسيصبح المعدن مغنطيسيًا (انظر مصادر للحصول على التعليمات). يجب أن يحتفظ الشريط أو الظفر ببعض المغناطيسية حتى بعد إيقاف التيار الكهربائي وإزالة الأسلاك.