Magneeteilla, kuten kodin jääkaapiin kiinni leluilla tai hevosenkengillä, jotka sinulle näytettiin koulussa, on joitain epätavallisia ominaisuuksia. Lisäksi heillä on pylväät.
Lähennä kahta magneettia. Yhden magneetin etelänapa vetoaa toisen pohjoisnapaan. Yhden magneetin pohjoisnapa hylkää toisen pohjoisnavan.
Magneettinen ja sähkövirta
Magneettikenttä syntyy sähkövirralla, ts. Liikkuvilla elektronilla. Atomin ytimen ympäri liikkuvat elektronit kantavat negatiivisen varauksen. Latausten suunnattua liikkumista paikasta toiseen kutsutaan sähkövirraksi. Sähkövirta muodostaa magneettikentän itsensä ympärille.
Tämä kenttä voimalinjoillaan, kuten silmukka, peittää sähkövirran polun, kuten kaari, joka seisoo tien yläpuolella. Esimerkiksi, kun pöytävalaisin kytketään päälle ja virta virtaa kuparilankojen läpi, toisin sanoen, langan elektronit hyppäävät atomista atomiin ja langan ympärille muodostuu heikko magneettikenttä. Suurjännitteisissä siirtojohdoissa virta on paljon voimakkaampi kuin pöytävalaisimessa, joten tällaisten linjojen johtojen ympärille muodostuu erittäin voimakas magneettikenttä. Siten sähkö ja magnetismi ovat saman kolikon kaksi puolta - sähkömagneettisuus.
Elektroniliike ja magneettikenttä
Elektronien liikkuminen kunkin atomin sisällä luo pienen magneettikentän sen ympärille.Kiertoradalla liikkuva elektroni muodostaa pyörremaisen magneettikentän. Suurin osa magneettikentästä ei kuitenkaan muodostu elektronin liikkeellä kiertoradallaan ytimen ympärillä, vaan elektronin liikkeellä akselinsa ympäri, ns. Elektronin spin. Spin on ominaista elektronin kiertymiselle akselinsa ympäri, kuten planeetan liikkeelle akselinsa ympäri.
Miksi materiaaleja magnetoidaan eikä magnetoida
Useimmissa materiaaleissa, kuten muoveissa, yksittäisten atomien magneettikentät ovat satunnaisesti suunnattuja ja poistavat toisiaan. Mutta materiaaleissa, kuten raudassa, atomit voidaan suunnata siten, että niiden magneettikentät lisääntyvät, joten pala terästä magnetoidaan. Materiaalien atomit on kytketty ryhmiin, joita kutsutaan magneettisiksi domeeneiksi. Yhden erillisen domeenin magneettikentät on suunnattu yhteen suuntaan. Toisin sanoen jokainen domeeni on pieni magneetti.
Eri domeenit on suunnattu moniin eri suuntiin, toisin sanoen epäjärjestykseen ja poistavat toistensa magneettikentät. Siksi teräsliuska ei ole magneetti. Mutta jos onnistumme suuntaamaan alueet yhteen suuntaan niin, että magneettikentän voimat kasvavat, varokaa! Teräsnauhasta tulee voimakas magneetti ja se houkuttelee kaikki rautaesineet naulasta jääkaappiin.
Mielenkiintoinen fakta: mineraalimagneettinen rautamalmi on luonnollinen magneetti. Mutta silti suurin osa magneeteista on valmistettu keinotekoisesti.
Kuinka magneetit?
Mikä voima voi johtaa atomien muodostamaan hoikka linja yhdestä suuresta alueesta? Aseta teräsnauha voimakkaaseen magneettikenttään.Vähitellen, yhden domeenin jälkeen, kaikki domeenit kääntyvät sovelletun magneettikentän suuntaan. Kun ne kääntyvät, domeenit vetävät muut atomit tähän liikkeeseen, kasvaen kooltaan, kirjaimellisesti turpoamalla. Sitten identtisesti suuntautuneet alueet yhdistyvät, ja nyt, ole hyvä ja teräsliuska muuttui magneteiksi.
Voit osoittaa tämän tovereillesi tavallisella teräsnaulalla. Laita kynsi suuren hevosenkengän magneettikentään. Pidä sitä siellä useita minuutteja, kunnes kynsidomeenit ovat oikeassa suunnassa. Heti kun tämä tapahtuu, kynnestä tulee hetkeksi magneetti. Sen avulla voit jopa poimia kaatuneet tapit lattialta.