תוֹכֶן
מגנטיות היא שם שדה הכוח שנוצר על ידי מגנטים. באמצעותה מגנטים מושכים מתכות מסוימות מרחוק, מה שגורם להם להתקרב ללא כל סיבה נראית לעין. זהו גם האמצעי שבו מגנטים משפיעים זה על זה. לכל המגנטים שני קטבים, הנקראים הקטבים "צפון" ו"דרום ". כמו מוטות מגנטיים מושכים זה את זה, בעוד שבניגוד לקטבים מגנטיים דוחפים זה את זה. ישנם סוגים רבים ושונים של מגנטים עם מגוון גדול של רמות חוזק. חלק מהמגנטים הם בקושי מספיק חזקים כדי להחזיק נייר למקרר. אחרים חזקים מספיק כדי להרים מכוניות.
תולדות המגנטיות
כדי להבין מה מחזק מגנטים עליכם להבין משהו מההיסטוריה של מדע המגנטיות. בראשית המאה ה -19, קיומה של מגנטיות היה ידוע וכך גם קיומו של חשמל. אלה נחשבו בדרך כלל כשתי תופעות נפרדות לחלוטין. עם זאת, בשנת 1820, הפיזיקאי האנס כריסטיאן אורסטד הוכיח כי זרמים חשמליים מייצרים שדות מגנטיים. זמן קצר לאחר מכן, בשנת 1855, הוכיח פיזיקאי אחר, מייקל פאראדיי, ששדות מגנטיים משתנים יכולים לייצר זרמים חשמליים. כך הוכח כי חשמל ומגנטיות הם חלק מאותה תופעה.
אטומים ומטען חשמלי
כל החומר עשוי אטומים, וכל האטומים עשויים מטענים חשמליים זעירים. במרכז כל אטום יושב הגרעין, גוש קטן וצפוף של חומר עם מטען חשמלי חיובי. סביב כל גרעין נמצאת ענן מעט גדול יותר של אלקטרונים טעונים שלילית, מוחזקת במקום על ידי המשיכה החשמלית של גרעין האטומים.
שדות אטומים מגנטיים
אלקטרונים הם כל הזמן בתנועה. הם מסתובבים כמו גם נעים סביב האטומים שהם חלק מהם, וכמה אלקטרונים אפילו עוברים מאטום אחד למשנהו. כל אלקטרון שזז הוא זרם חשמלי זעיר, מכיוון שזרם חשמלי הוא רק מטען חשמלי נע. לכן, כפי שהראה אורסט, כל אלקטרון בכל אטום מייצר שדה מגנטי זעיר משלו.
ביטול שדות
ברוב החומרים שדות מגנטיים זעירים אלו מצביעים על כיוונים רבים ושונים ולכן מבטלים זה את זה, על פי קריסטן קויין ממעבדת השדה המגנטי הגבוה. קטבים צפון נמצאים ליד קטבים דרומיים לעתים קרובות ככל שלא, והשדה המגנטי הנקי של האובייקט כולו קרוב לאפס.
מגנטיזציה
כאשר חומרים מסוימים נחשפים לשדה מגנטי חיצוני, תמונה זו משתנה. השדה המגנטי החיצוני מכריח את כל אותם שדות מגנטיים קטנים להתיישר. הקוטב הצפוני שלה דוחף את כל הקטבים הצפוניים הקטנים לאותו כיוון: הרחק ממנו. הוא מושך אליו את כל קטבי הדרום המגנטיים הקטנים. זה גורם לשדות המגנטיים הזעירים שבתוך החומר להוסיף את השפעותיהם יחד. התוצאה היא שדה מגנטי נטו חזק באובייקט בכללותו.
שני גורמים
ככל שהשדה המגנטי החיצוני מיושם חזק יותר, כך המגנטציה המתקבלת תהיה גדולה יותר. זה הראשון מבין הגורמים שקובע עד כמה הופך מגנט חזק. השני הוא סוג החומר ממנו עשוי המגנט. חומרים שונים מייצרים מגנטים בעוצמות שונות. אלה עם חדירות מגנטית גבוהה (שהיא מדד עד כמה הם מגיבים לשדות מגנטיים) יוצרים את המגנטים החזקים ביותר. מסיבה זו, ברזל טהור משמש לייצור חלק מהמגנטים החזקים ביותר.