Magneti, poput igračaka zalijepljenih u kućni hladnjak ili potkove koje su vam pokazane u školi, imaju neke neobične osobine. Osim toga, imaju stupove.
Povećajte dva magneta. Južni pol jednog magneta privući će se sjeverni pol drugog. Sjeverni pol jednog magneta odbija sjeverni pol drugog.
Magnetska i električna struja
Magnetsko polje nastaje električnom strujom, odnosno pokretnim elektronima. Elektroni koji se kreću oko atomskog jezgra nose negativan naboj. Usmjereno kretanje naboja s jednog mjesta na drugo naziva se električnom strujom. Električna struja formira magnetsko polje oko sebe.
Ovo polje svojim linijama sile, poput petlje, pokriva put električne struje, poput luka koji stoji iznad ceste. Na primjer, kada je uključena stolna svjetiljka i struja teče kroz bakrene žice, to jest, elektroni u žici skaču s atoma na atom i oko žice se stvara slabo magnetsko polje. U dalekovodima visokog napona struja je mnogo jača nego u stolnoj svjetiljki, pa se oko žica takvih vodova formira vrlo snažno magnetsko polje. Dakle, elektrika i magnetizam dvije su strane iste kovanice - elektromagnetizam.
Kretanje elektrona i magnetsko polje
Kretanje elektrona unutar svakog atoma stvara sićušno magnetsko polje oko njega.Elektroni koji se kreću u orbiti stvaraju vrtložno magnetsko polje. Ali većina magnetskog polja nastaje ne kretanjem elektrona u svojoj orbiti oko jezgre, već gibanjem elektrona oko njegove osi, takozvanim spin-om elektrona. Spin karakterizira rotaciju elektrona oko svoje osi, poput kretanja planeta oko svoje osi.
Zašto se materijali magnetiziraju, a ne magnetiziraju
U većini materijala, poput plastike, magnetska polja pojedinih atoma nasumično su orijentirana i otkazuju se. Ali u materijalima kao što je željezo, atomi se mogu orijentirati tako da se njihova magnetska polja zbrajaju, pa se komad čelika magnetizira. Atomi u materijalima povezani su u skupine koje se nazivaju magnetske domene. Magnetska polja jedne zasebne domene usmjerena su u jednom smjeru. Odnosno, svaka je domena mali magnet.
Različite domene orijentirane su u najrazličitijim smjerovima, odnosno neuređene su i ugašaju jedna drugu magnetska polja. Stoga čelična traka nije magnet. Ali ako uspijemo domene orijentirati u jednom smjeru, tako da se sile magnetskih polja zbrajaju, pazite! Čelična traka postat će snažan magnet i privući će svaki željezni predmet od čavala do hladnjaka.
Zanimljiva činjenica: mineralna magnetska željezna ruda prirodni je magnet. No ipak, većina magneta izrađena je umjetno.
Kako se rade magneti
Koja sila može prisiliti atome da formiraju vitku crtu da naprave jednu veliku domenu? Stavite čeličnu traku u jako magnetsko polje.Postupno, jedna po jedna, sve će se domene okretati u smjeru primijenjenog magnetskog polja. Kako se okreću, domene će privući druge atome u ovo kretanje, povećavajući se u veličini, doslovno nabubrivši. Tada će se identično orijentirane domene povezati i sada se, molim vas, čelična traka pretvorila u magnet.
To možete pokazati svojim drugovima običnim čeličnim čavlom. Stavite nokat u magnetsko polje velikog magneta za potkove. Držite tamo nekoliko minuta dok se domene nokta ne uspravno usmjere u pravom smjeru. Čim se to dogodi, nokat će nakratko postati magnet. Pomoću nje možete čak i podići pale s poda.