Magneter, for eksempel leker festet til hjemmekjøleskapet ditt, eller hestesko som ble vist deg på skolen, har noen uvanlige funksjoner. I tillegg har de stolper.

Zoom inn på to magneter. Sydpolen til en magnet vil bli tiltrukket av nordpolen til en annen. Nordpolen til en magnet frastøter nordpolen til den andre.

Magnetisk og elektrisk strøm

Magnetfeltet genereres av elektrisk strøm, det vil si bevegelige elektroner. Elektroner som beveger seg rundt en atomkjerne har en negativ ladning. Den rettede bevegelsen av ladninger fra et sted til et annet kalles en elektrisk strøm. En elektrisk strøm danner et magnetfelt rundt seg selv.

Dette feltet, med kraftlinjer, som en løkke, dekker banen til elektrisk strøm, som en bue som står over veien. For eksempel når en bordlampe er slått på og strøm strømmer gjennom kobbertrådene, det vil si at elektronene i ledningen hopper fra atom til atom og det opprettes et svakt magnetfelt rundt ledningen. I høyspent transmisjonslinjer er strømmen mye sterkere enn i en bordlampe, så det dannes et veldig sterkt magnetfelt rundt ledningene til slike linjer. Dermed er elektrisitet og magnetisme to sider av den samme mynten - elektromagnetisme.

Elektronbevegelse og magnetfelt

Bevegelsen av elektroner inne i hvert atom skaper et lite magnetfelt rundt det.Et elektron som beveger seg i bane, danner et virvellignende magnetfelt. Men det meste av magnetfeltet skapes ikke av bevegelsen av et elektron i bane rundt kjernen, men av bevegelsen av elektronet rundt aksen, den såkalte elektronspinn. Spin karakteriserer rotasjonen av et elektron rundt aksen, som bevegelsen til en planet rundt aksen.

Hvorfor materialer magnetiseres og ikke magnetiseres

I de fleste materialer, som plast, er magnetfeltene til individuelle atomer orientert tilfeldig og avbryter hverandre. Men i materialer som jern kan atomer orienteres slik at magnetfeltene deres legger seg opp, så magnetiseres et stykke stål. Atomer i materialer er koblet til grupper som kalles magnetiske domener. Magnetfeltene til ett separat domene er orientert i en retning. Det vil si at hvert domene er en liten magnet.

Ulike domener er orientert i en lang rekke retninger, det vil si forstyrrede og slukker hverandres magnetiske felt. Derfor er ikke en stålbånd en magnet. Men hvis vi greier å orientere domenene i en retning slik at magnetfeltenes krefter samler seg, så pass på! Stålremsen vil bli en kraftig magnet og vil tiltrekke enhver jerngjenstand fra en spiker til kjøleskapet.

Interessant fakta: mineral magnetisk jernmalm er en naturlig magnet. Men likevel er de fleste magneter laget kunstig.

Hvordan magneter

Hvilken kraft kan tvinge atomer til å danne en smal linje for å lage ett stort domene? Plasser stålbåndet i et sterkt magnetfelt.Etter hvert, ett etter ett, vil alle domener vri seg i retning av det påførte magnetfeltet. Når de roterer, vil domenene trekke andre atomer inn i denne bevegelsen, øke i størrelse, bokstavelig talt hevelse. Da vil de identisk orienterte domenene koble seg sammen, og nå, vær så snill, stålstrimmelen ble til en magnet.

Du kan demonstrere dette for kameratene dine med en vanlig stålspiker. Sett spikeren i magnetfeltet til en stor hestesko-magnet. Hold den der i flere minutter til negledomene kommer i riktig retning. Så snart dette skjer, vil spikeren kort bli en magnet. Med den kan du til og med plukke opp falt stifter fra gulvet.