Vissa metaller tycks locka andra metaller starkare. Denna kraft kallas magnetism. Redan före upptäckten av elektricitet uppfann forskarna kompasser, små remsor av naturligt förekommande magneter som roterar för att anpassa sig till jordens magnetfält. Eftersom fältet rör sig från söder till norr, pekar kompassnålen alltid på den norra magnetiska polen. Nu massproducerar vi magneter och förstår hur de fungerar.

Magnetfält

När två metaller är lockade till varandra över rymden är en eller båda av dem troligen magnetiska. Du kanske är mest känd med permanenta magneter, vilka är starkare magneter eftersom de har järn i dem. Denna typ av magnetism kallas ferromagnetism. Jordens magnetfält orsakas av rörelserna av den smälta nickeljärnskärnan på planeten och kan ses när små laddade partiklar från solen kolliderar med jordens atmosfär nära planetens magnetpoler och orsakar att de släpper ut ljus som de gör . Nära den norra magnetiska polen kallar vi belysningen av magnetfältet norrskenet, eller aurora borealis.

Elektroner

Atomerna som utgör molekylerna av all materia har en kärna av neutroner och protoner. Att bana runt alla kärnor är elektroner som bär en negativ laddning. Formen på deras banor ger atomerna en riktningsorientering, och orbitalrörelsen orsakar ett mycket svagt magnetfält runt atomen. Magnetfält kan orsakas när en elektrisk ström är aktiv, men de är starkast när elströmmen går i en cirkulär eller spiralbana. Elektromagneterna använder den här egenskapen, så att deras magnetism kan slås på och av när strömmen slås på och av.

Möjliga metaller

Vissa metaller har en struktur som gör det lättare för sina elektroner linje upp och bilda ett magnetfält. Järn, nickel, kobolt och gadolinium är lättast att magnetisera. Metaller som aluminium och koppar kan också magnetiseras, men de magnetfält de producerar är mycket svaga. Oxider och legeringar som har järn i dem kan också lätt magnetiseras, såsom rost och stål. Ju mer elektroner i en metall som kan fodras upp, desto starkare är det magnetfält de producerar.

Naturliga magneter

Magnetit är en järnoxid som ofta upptäcks i naturen med en stark magnetisk fält. Sådana prover av magnetit kallas lodestones. Moderna teorier föreslår att magnetit hos lodestones magnetiserades av blixtnedslag. Magnetit kan enkelt ha ett starkt magnetfält eftersom dess kristallina struktur tillåter stora grupper av molekyler (kallade domäner) att alla ha samma polära orientering eller riktning.

Andra mineraler kan ha svag magnetism naturligt på grund av deras exponering för Jordens magnetfält. Att studera stenar från havsgraven gör det möjligt för oss att se hur jordens magnetfält har vridit (norra och södra magnetiska poler omvända) under millennierna.

Gör en magnet

Allt du behöver göra Din egen magnet är att sätta in massor av spolar kopparledningar runt en stålstång eller spik. Sedan med ett litet batteri, kör en ström genom ledningarna och metallet blir magnetiskt (se Resurser för instruktioner). Baren eller nageln bör behålla en del av sin magnetism även efter att strömmen har stängts av och ledningarna har tagits bort. Var försiktig så att du inte rör den spända metallen på nageln eller ledningarna när strömmen är på. Om ledningarna är isolerade kan du röra den medan strömmen är aktiv, men du kanske vill ansluta ett motstånd till din krets, annars kan metallen snabbt bli för varm för att röra.