Magnetism är namnet på kraftfältet som genereras av magneter. Genom det lockar magneterna vissa metaller på avstånd, vilket gör att de rör sig närmare utan någon uppenbar orsak. Det är också det sätt på vilket magneter påverkar varandra. Alla magneter har två poler, kallade "norra" och "södra" poler. Som magnetiska poler lockar varandra varandra, medan de i motsats till magnetiska poler trycker varandra. Det finns många olika typer av magneter med ett stort antal styrkor. Vissa magneter är knappt tillräckligt starka för att hålla papper i kylskåp. Andra är starka för att lyfta bilar.

För att förstå vad som gör magneterna starka måste du förstå någonting av magnetismens historia. I början av 1800-talet var förekomsten av magnetism känd, liksom förekomsten av elektricitet. Dessa betraktades allmänt som två helt separata fenomen. Emellertid visade fysiker Hans Christian Oersted 1820 att elektriska strömmar genererar magnetiska fält. Strax efter, 1855, visade en annan fysiker, Michael Faraday, att förändrade magnetfält skulle kunna generera elektriska strömmar. Således visades att elektricitet och magnetism är en del av samma fenomen.

Atomer och elladdning

All materia är gjord av atomer, och alla atomer är gjorda av små elektriska laddningar. I mitten av varje atom sitter kärnan, en liten tät klump av material med en positiv elektrisk laddning. Omkring varje kärna är ett något större moln av negativt laddade elektroner, som hålls på plats genom atomens kärnans elektriska dragning.

Magnetiska fält av atomer

Elektroner är ständigt på farten. De snurrar såväl som att flytta runt de atomer de är en del av, och vissa elektroner flytta även från en atom till en annan. Varje rörlig elektron är en liten elektrisk ström, eftersom en elektrisk ström bara är en rörlig elektrisk laddning. Därför, som Oersted visade, genererar varje elektron i varje atom ett eget litet magnetfält.

Annullering av fält

I de flesta material pekar dessa små magnetfält i många olika riktningar och avbryter därför varandra ut, enligt Kristen Coyne av National High Magnetic Field Laboratory. Nordpolen ligger vid sidan av söderpolen så ofta som inte, och nätets magnetfält är nära noll.

Magnetisering

När vissa material utsätts för ett yttre magnetfält, den här bilden ändras. Det yttre magnetfältet tvingar alla dessa små magnetfält att ställa upp. Dess nordpole skjuter alla de lilla nordpolen i samma riktning: bort från den. Det drar alla de små magnetiska södra polerna mot den. Detta gör att de små magnetfälten inuti materialet ger sina effekter tillsammans. Resultatet är ett starkt nätmagnetfält i objektet som helhet.

Två faktorer

Ju starkare det externa magnetfältet som appliceras desto större är magnetiseringen som resulterar. Detta är den första av de faktorer som avgör hur stark en magnet blir. Den andra är typen av material som magneten är tillverkad av. Olika material producerar magneter med olika styrkor. De med hög magnetisk permeabilitet (som är ett mått på hur lyhörd de är för magnetfält) gör de starkaste magneterna. Av detta skäl används rent järn för att göra några av de starkaste magneterna.