Co to jest magnetyzm?

Termin magnetyzm opisuje siłę odpychania i przyciągania między różnymi substancjami, takimi jak żelazo i inne metale. W magnetyzmie ruch naładowanych cząstek jest ostatecznie odpowiedzialny za przyciąganie lub odpychanie między substancjami. Przyciągane do siebie obiekty ilustrują magnetyczne zasady ferromagnetyzmu i paramagnetyzmu, podczas gdy diamagnetyzm opisuje odpychanie pól magnetycznych.

Jeden obiekt powszechnie kojarzony z magnetyzmem nazywa się magnesem, który wytwarza statyczne pole magnetyczne. Niektóre z najczęstszych rodzajów magnesów, takie jak odmiana lodówki, są uważane za trwałe ze względu na ich zdolność do tworzenia własnego pola magnetycznego. Magnesy mają dwa bieguny: północny (N) i południowy (S). Słupy przyciągają lub odpychają przedmioty za pomocą siły magnetycznej.

Kiedy dwa magnesy o przeciwnych biegunach są blisko siebie, siła magnetyczna przyciąga je do siebie. Przeciwnie, jest tak, gdy przeciwne bieguny znajdują się w bliskiej odległości. Magnesy mogą również przyciągać różne namagnesowane obiekty. Zachowanie namagnesowanych obiektów w stosunku do magnesu zależy od materiału obiektu.

Materiały takie jak żelazo, nikiel i kobalt są silnie przyciągane przez magnesy ze względu na ich właściwości ferromagnetyczne. Substancje takie jak platyna, aluminium i tlen są uważane za paramagnetyczne i są słabo przyciągane przez magnes. Materiały diamagnetyczne, w tym miedź, woda i plastik, są słabo odpychane przez magnesy.

Przedmioty ferromagnetyczne mają największą siłę magnetyczną spośród trzech typów magnetycznych. Magnesy na lodówkę są dobrym przykładem obiektu ferromagnetycznego, który jest namagnesowany przez zewnętrzne pole magnetyczne. Po usunięciu pola magnes pozostaje namagnesowany. Obiekty, które pozostają namagnesowane, nazywane są magnesami trwałymi.

W przeciwieństwie do ferromagnetyzmu paramagnetyzm występuje tylko wtedy, gdy do obiektu przyłożone zostanie zewnętrzne pole magnetyczne. Obiekty paramagnetyczne mają zwykle niepełną wewnętrzną powłokę elektronową, która powoduje, że niesparowane elektrony wirują i krążą w określony sposób. Aby wyjaśnić bardziej szczegółowo: powłoki elektronowe opisują pojęcie pola wokół jądra atomu. Każda powłoka lub orbita może pomieścić tylko określoną ilość elektronów. Te niekompletne powłoki elektronowe mają tendencję do losowego wyrównania i wzmocnienia przyłożonego pola, dlatego paramagnetyzm może wystąpić tylko wtedy, gdy obecne jest pole magnetyczne.

Inna różnica między nimi polega na tym, że obiekt paramagnetyczny nie zachowuje magnetyzacji, gdy zewnętrzny magnesujący obiekt zostanie zabrany. Powodem jest to, że obiekty paramagnetyczne są setki tysięcy razy słabsze niż materiał ferromagnetyczny. Natomiast obiekty diamagnetyczne są odpychane przez biegun północny i południowy magnesu. Materiały diamagnetyczne wytwarzają przeciwne pole magnetyczne względem zewnętrznego przyłożonego pola magnetycznego, powodując efekt odpychający.