Τι συμβαίνει μέσα σε ένα μέταλλο για να το κάνει μαγνητικό;
1. Ηλεκτρόνια:Οι μικροσκοπικοί μαγνήτες
* spin: Τα ηλεκτρόνια ενεργούν σαν μικροσκοπικά μαγνήτες, με μια ιδιότητα που ονομάζεται "spin". Αυτή η περιστροφή δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Φανταστείτε να περιστρέφονται σαν μικροσκοπικές κορυφές.
* Συνδυασμός: Στα περισσότερα υλικά, τα ηλεκτρόνια συνδυάζονται με αντίθετες περιστροφές, ακυρώνουν τα μαγνητικά πεδία του άλλου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα περισσότερα υλικά δεν είναι μαγνητικά.
2. Μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια:Το κλειδί για τον μαγνητισμό
* σιδηρομαγνητικά υλικά: Σε σιδηρομαγνητικά υλικά όπως το σίδηρο, το νικέλιο και το κοβάλτιο, μερικά ηλεκτρόνια παραμένουν μη ζευγαρωμένα. Αυτά τα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια έχουν ευθυγραμμιστεί οι περιστροφές τους, δημιουργώντας ένα ισχυρό καθαρό μαγνητικό πεδίο.
* τομείς: Αυτά τα ευθυγραμμισμένα ηλεκτρόνια ομάδα μαζί σε μικροσκοπικές περιοχές που ονομάζονται "τομείς". Κάθε τομέας λειτουργεί σαν μικροσκοπικός μαγνήτης.
3. Μαγνητοποίηση:Ευθυγράμμιση των τομέων
* Δεν υπάρχει εξωτερικό πεδίο: Σε ένα μη μαγευμένο υλικό, οι τομείς δείχνουν τυχαίες κατευθύνσεις, τα μαγνητικά πεδία τους ακυρώνουν ο ένας τον άλλον.
* Εξωτερικό μαγνητικό πεδίο: Όταν εφαρμόζεται ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, οι τομείς ευθυγραμμίζονται με το πεδίο. Αυτό δημιουργεί ένα ισχυρότερο συνολικό μαγνητικό πεδίο στο υλικό.
* Μόνιμοι μαγνήτες: Ορισμένα υλικά διατηρούν τον μαγνητισμό τους ακόμη και μετά την αφαίρεση του εξωτερικού πεδίου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι τομείς τους παραμένουν ευθυγραμμισμένοι.
4. Τύποι μαγνητισμού
* σιδηρομαγνητισμός: Ο ισχυρότερος τύπος μαγνητισμού, όπου οι τομείς ευθυγραμμίζονται έντονα και μόνιμα.
* ParamagNetism: Υλικά με αδύναμα μαγνητικά πεδία που προκαλούνται μόνο από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.
* διαμαγνητισμός: Υλικά που απωθούνται από μαγνητικά πεδία.
Συνοπτικά
Ο μαγνητισμός των μετάλλων προκύπτει από την ευθυγράμμιση των μαγνητικών πεδίων των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων. Στα σιδηρομαγνητικά υλικά, αυτά τα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια οργανώνονται σε τομείς, τα οποία μπορούν να ευθυγραμμιστούν από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Αυτή η ευθυγράμμιση δημιουργεί τις μαγνητικές ιδιότητες που παρατηρούμε.
