Wat zijn de magnetische polen?
In een magneet is de magnetische kracht geconcentreerd aan de uiteinden en wordt zwakker in het midden. Deze magnetisch sterke uiteinden worden magnetische polen genoemd. Magneten hebben twee polen, beide van gelijke sterkte. De aarde heeft ook magnetische polen. Een kompas werkt omdat de magneet in het kompas reageert op de magnetische kracht van de aarde.
Een eenvoudige staafmagneet die vrij mag roteren, zal zichzelf altijd uitlijnen met de magnetische noord- en zuidpool van de aarde. Sommige magneten zijn gemarkeerd met een N aan het ene uiteinde en een S aan het andere. Dit komt omdat het N-uiteinde altijd naar het noorden zal wijzen, terwijl het S-uiteinde altijd naar het zuiden zal wijzen. Als twee magneten naast elkaar worden geplaatst, trekt het N-uiteinde van de eerste magneet het S-uiteinde van de tweede aan, terwijl de N-uiteinden elkaar afstoten.
De aantrekkingskracht van de magnetische polen van de aarde is zo sterk dat een magneet altijd zal uitlijnen met de polen, ongeacht hoe ver het van hen verwijderd is. Opgemerkt moet worden dat de magnetische noordpool van de aarde niet perfect is uitgelijnd met de geografische noordpool. Het magnetische noorden is eigenlijk ongeveer 15 graden verwijderd van het geografische noorden.
Al duizenden jaren gebruiken mensen de magnetische polen van de aarde om hen te helpen navigeren. Een kompas is eigenlijk een vrij roterende naald. Omdat de naald gemagnetiseerd is, zal deze altijd naar het noorden wijzen. Wetende welke richting het noorden is, kunnen ontdekkingsreizigers en reizigers erachter komen welke richting ze uitgaan. De eerste vermelding van het kompas werd gemaakt door de oude Chinezen rond 210 v.Chr.
Er zijn een aantal verschillende theorieën om uit te leggen waarom magneten zich gedragen zoals ze zich gedragen. De oudste van de twee is de theorie van Weber. Hierin staat dat magnetische stoffen zijn gemaakt van kleine gemagnetiseerde moleculen. Wanneer ze alleen worden gelaten, wijzen deze moleculen in alle verschillende richtingen. Als een magneet meerdere keren over het materiaal wordt getrokken en in dezelfde richting beweegt, zullen de moleculen in lijn liggen als een reeks kleine magneten van noord naar zuid, waardoor aan beide uiteinden van het metaal magnetische polen worden gevormd.
Een vergelijkbare maar meer geavanceerde theorie is gebaseerd op de wetenschap dat elektronen een magnetisch veld hebben. Elektronen zijn de kleine eenheden die rond atomen cirkelen. Elk atoom heeft ten minste één elektron. De domeintheorie stelt dat als de elektronen van een atoom allemaal in verschillende richtingen draaien, hun magnetische velden elkaar opheffen. Als ze echter in dezelfde richting draaien, wordt het atoom gemagnetiseerd. Een materiaal vol met deze gemagnetiseerde atomen is een magneet.