תוֹכֶן
מגנטים הם חלק מחיי היומיום שלנו במספר דרכים שונות. למרות שרוב האנשים כנראה חושבים על המגנטים הצבעוניים בהירים המחוברים למקרר שלהם, המגנטים מגיעים במגוון גדול בהרבה מזה. מגנטים משמשים במדע, בתעשייה ובחיי היומיום. חלקם נוצרים באופן טבעי, חלקם מעשה ידי אדם; חלקם קבועים ואחרים זמניים.
סוגים
מגנטים טבעיים נמצאים במינרל עשיר בברזל הנקרא מגנטיט. כדור הארץ עצמו הוא אבן שואבת. עם זאת, רוב המגנטים המשמשים כיום הם מעשה ידי אדם ונוצרים על ידי עיבוד סגסוגות מתכתיות מסוימות כך שהמטענים מתיישרים. מגנטים מעשה ידי אדם יכולים להיות זמניים או קבועים. ניתן לייצר מגנטים זמניים על ידי שפשוף חתיכת מתכת מגנטית, כמו ברזל, או על ידי העברת חשמל דרך סלילי האלקטרומגנט.
היסטוריה
המגנטים הקדומים ביותר היו חתיכות מגנטיט שנמצאו במקרה. חתיכות קטנות של ברזל ומגנטיט שימשו למצפנים בסיסיים על ידי מלחים סיניים לפני יותר מאלף שנה. מחקרים מודרניים על מגנטיות החלו בעבודתו של ויליאם גילברט בראשית שנות ה- 1600, כאשר קבע כי כדור הארץ מפגין מגנטיות וכי ניתן לשנות את המגנטיות על ידי תהליכים חיצוניים.
פונקציה
כל המגנטים עובדים על אותם עקרונות פיסיקה בסיסיים. במגנט, אטומי המתכת מסודרים בקבוצות הנקראות תחומים, בהם יישור האטום גורם לתחומים המיקרוסקופיים להיות מגנטים בסולם זה. הדומיינים עצמם מיישרים קו כדי ליצור את המגנט הגדול יותר. יישום החום על החומר המגנטי גורם ליישור להישאר יציב, מה שהופך מגנט קבוע.
גודל וחוזק
מגנטים משתנים מאוד בגודלם, החל ממגנטים זעירים המשמשים באלקטרוניקה וייצור וכלה במגנטים ענקיים המשמשים לניסוי סייקלוטרון בפיזיקה. חוזקם של מגנטים אלה יכול להשתנות מאוד. למגנט כמו לאלה המשמשים לדבוק במקררים יש בדרך כלל חוזק של עשירית טסלה, יחידת האינדוקציה המגנטית. המגנט החזק ביותר שהיה רשום, אלקטרומגנט שנבנה במחלקה האמריקאית של מעבדת אנרג'יס ברקלי בשנת 2001, היה בעל כוח של 14.7 טסלה והיה משמש לכיפוף הנתיבים של חלקיקים אטומיים במהירות גבוהה.
יתרונות
אחד השימושים המעשיים העיקריים במגנטים הוא בייצור חשמל. כמו שחשמל יכול ליצור מגנטיות באלקטרומגנט, כך תנועת המגנטים בגנרטור יכולה לייצר חשמל. מגנטים משמשים גם לרכבות מסוימות במהירות גבוהה, מחשבים, טלפונים, מכונות מפעל ומצפנים.