Inhoud
- Geschiedenis van magnetisme
- Atomen en elektrische lading
- Magnetische velden van atomen
- Annulering van velden
- magnetizatie
- Twee factoren
Magnetisme is de naam van het krachtveld dat wordt gegenereerd door magneten. Hierdoor trekken magneten bepaalde metalen van een afstand aan, waardoor ze dichterbij komen zonder enige duidelijke oorzaak. Het is ook het middel waardoor magneten elkaar beïnvloeden. Alle magneten hebben twee polen, de "noord" en "zuid" polen genoemd. Als magnetische polen trekken elkaar aan, terwijl in tegenstelling tot magnetische polen elkaar wegduwen. Er zijn veel verschillende soorten magneten met een grote verscheidenheid aan krachtniveaus. Sommige magneten zijn nauwelijks sterk genoeg om papier in een koelkast te bewaren. Anderen zijn sterk genoeg om auto's op te tillen.
Geschiedenis van magnetisme
Om te begrijpen wat magneten sterk maakt, moet je iets begrijpen van de geschiedenis van de magnetisme-wetenschap. In het begin van de 19e eeuw was het bestaan van magnetisme bekend, evenals het bestaan van elektriciteit. Over het algemeen werden deze beschouwd als twee volledig gescheiden fenomenen. In 1820 bewees de natuurkundige Hans Christian Oersted echter dat elektrische stromen magnetische velden opwekken. Kort daarna, in 1855, bewees een andere natuurkundige, Michael Faraday, dat veranderende magnetische velden elektrische stromen konden genereren. Zo werd aangetoond dat elektriciteit en magnetisme deel uitmaken van hetzelfde fenomeen.
Atomen en elektrische lading
Alle materie bestaat uit atomen en alle atomen bestaan uit kleine elektrische ladingen. In het midden van elk atoom zit de kern, een kleine dichte massa materie met een positieve elektrische lading. Rond elke kern bevindt zich een iets grotere wolk van negatief geladen elektronen, die op zijn plaats wordt gehouden door de elektrische aantrekking van de atoomkern.
Magnetische velden van atomen
Elektronen zijn constant in beweging. Ze draaien en bewegen rond de atomen waarvan ze deel uitmaken, en sommige elektronen bewegen zelfs van het ene atoom naar het andere. Elk bewegend elektron is een kleine elektrische stroom, omdat een elektrische stroom slechts een bewegende elektrische lading is. Daarom, zoals Oersted liet zien, genereert elk elektron in elk atoom zijn eigen kleine magnetische veld.
Annulering van velden
In de meeste materialen wijzen deze kleine magnetische velden in veel verschillende richtingen en heffen ze elkaar daarom op, volgens Kristen Coyne van het National High Magnetic Field Laboratory. Noordpolen liggen zo vaak als niet naast zuidpolen en het netto magnetische veld van het hele object is bijna nul.
magnetizatie
Wanneer sommige materialen worden blootgesteld aan een extern magnetisch veld, verandert dit beeld. Het externe magnetische veld dwingt al die kleine magnetische velden op één lijn. De noordpool duwt alle kleine noordpolen in dezelfde richting: weg van het. Het trekt alle kleine magnetische zuidpolen ernaartoe. Hierdoor voegen de kleine magnetische velden in het materiaal hun effecten toe. Het resultaat is een sterk netto magnetisch veld in het object als geheel.
Twee factoren
Hoe krachtiger het externe magnetische veld dat wordt aangelegd, hoe groter de magnetisatie die ontstaat. Dit is de eerste van de factoren die bepaalt hoe sterk een magneet wordt. Het tweede is het type materiaal waarvan de magneet is gemaakt. Verschillende materialen produceren magneten van verschillende sterkte. Degenen met een hoge magnetische permeabiliteit (wat een meting is van hoe gevoelig ze zijn voor magnetische velden) maken de sterkste magneten. Om deze reden wordt puur ijzer gebruikt om enkele van de sterkste magneten te maken.