תוֹכֶן
מגנטים הם עצמים שיכולים להפעיל כוח רב עוצמה על עצמים אחרים מבלי לגעת בהם. מגנט יכול לגרום לחפצי מתכת או מגנטים אחרים לנוע מרחוק. ישנם סוגים רבים ושונים של מגנטים, החל ממגנט המקרר הפשוט עד למגנטים תעשייתיים שיכולים להרים מכונית. מגנטים משמשים במצפנים לקביעת כיוון, ברמקולים להפקת סאונד, במחשבים וטלוויזיות, ויש להם יישומים רבים אחרים. מגנטים מסוימים נוצרים באופן טבעי; אחרים מיוצרים על ידי בני אדם.
מגנטיות ומגנטים טבעיים
כל החומר עשוי מאטומים. ניתן לחשוב על אטום כגרעין קטן של חומר שסביבו מקיפים אפילו חלקיקים קטנים יותר של חומר הנקרא אלקטרונים. לאלקטרונים יש מטען חשמלי, ולכן כאשר הם מקיפים הם יוצרים לולאות קטנות של זרם חשמלי סביב כל גרעין. שדות מגנטיים נוצרים על ידי חשמל. ברוב החומרים המגנטים הקטנים שנוצרו על ידי כל אטום מכוונים כולם לכיוונים שונים, ולכן הם מבטלים זה את זה. בכמה חומרים כמו לונדון, עפרת ברזל, השדה המגנטי של כדור הארץ הציב את כל מגנטי האטום והשאיר לאבן כולה מגנט גדול אחד.
מתכת ממגנטת
אנשים השתמשו במגנטים טבעיים המופיעים באופן טבעי במשך אלפי שנים. ברגע שאנשים גילו שאפשר לייצר חומרים אחרים גם למגנטים, הם התחילו לייצר מגנטים חזקים יותר על ידי מגוון תהליכים שונים. ניתן לייצר מתכות מסוימות למגנטים על ידי חשיפתן לשדות מגנטיים. למרות שרק הצבת המתכת בשדה מגנטי יכולה לעבוד, מה שהופך אותה לרטוט מגדיל את האפקט. ליטוף המתכת בעזרת המגנט גם מגביר את האפקט. חימום המתכת למעלה כשהיא בשדה ופטיש בה בזמן שהיא מתקררת מגדילה את האפקט עוד יותר. פלדה וברזל מייצרים מגנטים טובים. כך גם סגסוגת אלומיניום, ניקל וקובלט המכונה אלניקו.
מגנטים קרמיים, גמישים וצורתם
מגנטים קרמיים מיוצרים מחמצון ברזל ובריום או סטרונציום קרבונט. הם מעוצבים ואופים כמו כל קרמיקה אחרת. מגנטים גמישים ומעוצבים מיוצרים על ידי ערבוב אבקה ממוגנטת (כמו אבקת תחמוצת ברזל) עם שרף או פלסטיק. לאחר מכן ניתן לעצב את השרף או הפלסטיק כרגיל והתוצאה היא מגנט בעל צורה ייחודית שיכולה להיות גמישה.
אלקטרומגנטים
אלקטרומגנטים אינם דומים לסוגים אחרים של מגנטים. הם לא בהכרח משתמשים בחומר מגנטי כלשהו בבנייתם. מכיוון שכל זרם חשמלי נע הוליד שדה מגנטי, ניתן ליצור מגנט מסוללה וחוט. אם החוט נוצר בלולאה, הוא יוצר שדה מגנטי עם קוטב צפוני ודרומי כמו מגנטים קבועים. אם סלילי חוט רבים עשויים מאותו חוט, אז המגנט שנוצר חזק עוד יותר. אם מכניסים ברזל או חומר דומה למגנט-רזציה במרכז הסליל, המגנט מתחזק עדיין.
מגנטים מוליכים-על
מגנטים מוליכים-על הם סוג מיוחד של אלקטרומגנט. לולאות החוט מקוררות לאפס כמעט מוחלט ומנותקות ממקור הכוח שלהן. מכיוון שהסליל כה קר, האטומים בו כל כך דוממים שהם אינם מציעים שום התנגדות לתנועת האלקטרונים, והזרם ממשיך לזרום. כתוצאה מכך נוצר שדה מגנטי חזק בהרבה.