De flesta vet att järn lockas till magneter, medan andra metaller som guld och silver inte är det. Ändå kan få människor förklara exakt varför järn har detta magiska förhållande till magnetism. För att komma fram till svaret måste du gå ner på atomnivån och undersöka den atomiska elektronens magnetiska natur.
Elektroner och magnetism.

Vetenskapen bakom magnetism, som elektricitet, kommer till elektroner, de negativt laddade partiklarna som omger en atoms kärna. Alla elektroner har magnetiska egenskaper, precis som de har elektriska egenskaper. När en elektron uppvisar magnetism, och följaktligen dess förmåga att interagera med ett yttre magnetfält, sägs det ha ett magnetiskt ögonblick.

En elektrons magnetiska ögonblick är baserad på dess vridning och dess bana, som båda är principerna av kvantmekanik. Utan att gå in i kvantekvationer, räcker det med att säga att en elektrons magnetiska ögonblick beror på dess rörelse.
Vad gör ett material magnetiskt?

Medan de enskilda atomerna i något ämne kan ha magnetiska ögonblick, gör det inte betyder inte att själva ämnet är magnetiskt. För att ämnet ska vara magnetiskt behöver du ett tillräckligt antal atomer som alla arbetar tillsammans. Detta kräver två saker.

Det första som måste hända är att det måste finnas viss oenighet mellan atomerna. I många ämnen samlas alla elektroner i ordnade par, var och en av dem avbryter de andra magnetiska egenskaperna. Om du föreställer dig 1 000 lokomotiv, varav hälften av dem försöker åka norrut och den andra hälften åka söderut kommer ingen av dem att flytta. Så för att ett ämne ska vara magnetiskt kan alla dess elektroner inte kopplas ihop.

Men det är i sig inte tillräckligt för att ämnet är magnetiskt. Bara för att ett materials elektroner inte står ihop i par betyder inte nödvändigtvis att ämnet är magnetiskt. Mangan, till exempel, ett viktigt mineral som finns i nötter och spannmål och nödvändigt för friska ben, är inte magnetiskt, även om dess elektroner inte står i par. Om du hade 1001 tågmotorer, 500 mot söder och 501 mot norr, kommer den extra motorn inte att göra någon stor skillnad.

Det andra du behöver är att ett tillräckligt antal elektroner ska anpassa sig parallellt till varandra - som många lokomotiv som vetter i samma riktning - så deras förmåga att interagera med ett yttre magnetfält är tillräckligt stort för att flytta hela objektet.

Allt material som har dessa två förhållanden kallas ferromagnetisk . Järn är det vanligaste ferromagnetiska elementet. Två andra ferromagnetiska element är nickel och kobolt. Emellertid kan flera andra ämnen vara ferromagnetiska när de värms upp eller kombineras med andra material.