I magneti, come i giocattoli attaccati al frigorifero di casa o i ferri di cavallo che ti sono stati mostrati a scuola, hanno alcune caratteristiche insolite. Inoltre, hanno i poli.
Ingrandisci due magneti. Il polo sud di un magnete sarà attratto dal polo nord di un altro. Il polo nord di un magnete respinge il polo nord dell'altro.
Corrente magnetica ed elettrica
Il campo magnetico è generato dalla corrente elettrica, cioè da elettroni in movimento. Gli elettroni che si muovono attorno a un nucleo atomico portano una carica negativa. Il movimento diretto delle cariche da un luogo a un altro è chiamato corrente elettrica. Una corrente elettrica forma un campo magnetico attorno a sé.
Questo campo con le sue linee di forza, come un anello, copre il percorso della corrente elettrica, come un arco che si erge sopra la strada. Ad esempio, quando una lampada da scrivania viene accesa e la corrente scorre attraverso i fili di rame, cioè gli elettroni nel filo saltano da un atomo all'altro e si crea un debole campo magnetico attorno al filo. Nelle linee di trasmissione ad alta tensione, la corrente è molto più forte che in una lampada da tavolo, quindi un campo magnetico molto forte si forma attorno ai fili di tali linee. Pertanto, l'elettricità e il magnetismo sono due facce della stessa medaglia: l'elettromagnetismo.
Moto elettronico e campo magnetico
Il movimento di elettroni all'interno di ciascun atomo crea un minuscolo campo magnetico attorno ad esso.Un elettrone che si muove in orbita forma un campo magnetico simile a un vortice. Ma la maggior parte del campo magnetico è creato non dal movimento di un elettrone nella sua orbita attorno al nucleo, ma dal movimento dell'elettrone attorno al suo asse, il cosiddetto spin elettronico. Lo spin caratterizza la rotazione di un elettrone attorno al suo asse, come il movimento di un pianeta attorno al suo asse.
Perché i materiali sono magnetizzati e non magnetizzati
Nella maggior parte dei materiali, come la plastica, i campi magnetici dei singoli atomi sono orientati casualmente e si annullano a vicenda. Ma in materiali come il ferro, gli atomi possono essere orientati in modo che i loro campi magnetici si sommino, quindi un pezzo di acciaio viene magnetizzato. Gli atomi nei materiali sono collegati in gruppi chiamati domini magnetici. I campi magnetici di un dominio separato sono orientati in una direzione. Cioè, ogni dominio è un piccolo magnete.
Domini diversi sono orientati in un'ampia varietà di direzioni, cioè disordinate, e si estinguono reciprocamente i campi magnetici. Pertanto, una striscia di acciaio non è un magnete. Ma se riusciamo ad orientare i domini in una direzione, in modo che le forze dei campi magnetici si sommino, allora attenzione! La striscia d'acciaio diventerà un potente magnete e attirerà qualsiasi oggetto di ferro da un chiodo al frigorifero.
Fatto interessante: minerale minerale di ferro minerale è un magnete naturale. Tuttavia, la maggior parte dei magneti è prodotta artificialmente.
Come fanno i magneti
Quale forza può costringere gli atomi a formare una linea sottile per formare un dominio di grandi dimensioni? Posizionare la striscia di acciaio in un forte campo magnetico.A poco a poco, uno dopo l'altro, tutti i domini gireranno nella direzione del campo magnetico applicato. Mentre ruotano, i domini attireranno altri atomi in questo movimento, aumentando di dimensioni, letteralmente gonfiore. Quindi i domini orientati identicamente si collegheranno e ora, per favore, la striscia d'acciaio si è trasformata in un magnete.
Puoi dimostrarlo ai tuoi compagni con un normale chiodo d'acciaio. Metti l'unghia nel campo magnetico di un grande magnete a ferro di cavallo. Tienilo lì per diversi minuti fino a quando i domini delle unghie si allineano nella giusta direzione. Non appena ciò accade, l'unghia diventerà brevemente una calamita. Con esso, puoi persino raccogliere spille cadute dal pavimento.