Quels sont les pôles magnétiques?
Dans un aimant, la force magnétique est concentrée aux extrémités et s'affaiblit au milieu. Ces extrémités magnétiquement fortes sont appelées des pôles magnétiques. Les aimants ont deux pôles, les deux de force égale. La Terre a aussi des pôles magnétiques. Une boussole fonctionne parce que l'aimant dans la boussole réagit à la force magnétique de la Terre.
Une simple barre aimantée et autorisée à tourner librement s'alignera toujours avec les pôles nord et sud magnétiques de la Terre. Certains aimants sont marqués d'un N à une extrémité et d'un S à l'autre. Cela est dû au fait que l'extrémité N pointe toujours vers le nord, tandis que l'extrémité S indique toujours le sud. Si deux aimants sont placés côte à côte, l'extrémité N du premier aimant attirera l'extrémité S de la seconde, tandis que les extrémités N se repousseront.
L'attraction des pôles magnétiques de la Terre est si forte qu'un aimant s'alignera toujours avec les pôles, peu importe la distance qui les sépare. Il convient de noter que le pôle nord magnétique de la Terre ne s’aligne pas parfaitement avec le pôle nord géographique. Le nord magnétique est en fait à environ 15 degrés du nord géographique.
Depuis des milliers d'années, les gens utilisent les pôles magnétiques de la Terre pour les aider à naviguer. Une boussole est essentiellement une aiguille en rotation libre. Puisque l'aiguille est magnétisée, elle sera toujours dirigée vers le nord. En connaissant la direction vers le nord, les explorateurs et les voyageurs peuvent déterminer dans quelle direction ils se dirigent. La première mention de la boussole a été faite par les anciens Chinois vers 210 avant notre ère.
Deux théories différentes expliquent pourquoi les aimants se comportent comme ils le font. Le plus vieux des deux est la théorie de Weber. Il affirme que les substances magnétiques sont constituées de minuscules molécules magnétisées. Laissées seules, ces molécules pointent dans toutes les directions. Si un aimant est tiré sur le matériau plusieurs fois en se déplaçant dans la même direction, les molécules s'aligneront comme une série d'aimants minuscules allant du nord au sud, créant ainsi des pôles magnétiques à chaque extrémité du métal.
Une théorie similaire mais plus sophistiquée repose sur la connaissance que les électrons ont un champ magnétique. Les électrons sont les unités minuscules qui gravitent autour des atomes. Chaque atome a au moins un électron. La théorie des domaines stipule que si les électrons d'un atome gravitent dans toutes les directions, leurs champs magnétiques s'annulent. Si, toutefois, ils tournent dans la même direction, l'atome sera magnétisé. Un matériau plein de ces atomes magnétisés est un aimant.