Kaj je magnetizem? Definicija, primeri, dejstva

Preprost uvod v magnetizem

Galfordc / Getty Images

Starodavni ljudje so uporabljali vodnike, naravne magnete iz železovega minerala magnetita. Pravzaprav beseda magnet izvira iz grških besed magnetis lithos , kar pomeni 'magnezijev kamen' ali vodni kamen. Thales iz Mileta je raziskoval lastnosti magnetizma okoli 625 pr. n. št. do 545 pr. n. št. Indijski kirurg Sushruta je približno v istem času uporabljal magnete za kirurške namene. Kitajci so pisali o magnetizmu v četrtem stoletju pr. n. št. in opisali uporabo vodnega kamna za privabljanje igle v prvem stoletju. Vendar pa je kompas za navigacijo niso začeli uporabljati do 11. stoletja na Kitajskem in leta 1187 v Evropi.

Čeprav so bili magneti znani, ni bilo razlage za njihovo delovanje do leta 1819, ko je Hans Christian Ørsted po naključju odkril magnetna polja okoli žic pod napetostjo. Odnos med elektriko in magnetizmom je opisal James Clerk Maxwell leta 1873 in vključen v Einsteinova teorija posebne relativnosti leta 1905.

Vzroki magnetizma

Maskota / Getty Image

Torej, kaj je ta nevidna sila? Magnetizem povzroča elektromagnetna sila, ki je ena od štiri temeljne sile narave. Vsak premikajoči se električni naboj ( električni tok ) ustvarja magnetno polje pravokotno nanj.

Poleg toka, ki potuje po žici, magnetizem proizvajajo spinski magnetni momenti elementarni delci , kot so elektroni. Tako je vsa snov do neke mere magnetna, ker elektroni, ki krožijo okoli atomskega jedra, proizvajajo magnetno polje. V prisotnosti električnega polja atomi in molekule tvorijo električne dipole, s pozitivno nabitimi jedri, ki se premaknejo malo v smeri polja, negativno nabiti elektroni pa se premikajo v drugo smer.

Magnetni materiali

blackred / Getty Images

Magneti nastanejo, ko so feromagnetni ali ferimagnetni materiali izpostavljeni elektromagnetnemu polju. Magneti imajo določene lastnosti:

• Okoli magneta je magnetno polje.
• Magneti privlačijo feromagnetne in ferimagnetne materiale in jih lahko spremenijo v magnete.
• Magnet ima dva pola, ki se kot pola odbijata in privlačita nasprotna pola. Severni pol odbijajo severni poli drugih magnetov in privlačijo južni poli. Južni pol se odbija od južnega pola drugega magneta, privlači pa ga njegov severni pol.
• Magneti vedno obstajajo kot dipoli . Z drugimi besedami, magneta ne morete prerezati na pol, da bi ločili sever in jug. Z rezanjem magneta nastaneta dva manjša magneta, ki imata severni in južni pol.
• Severni pol magneta privlači Zemljin severni magnetni pol, medtem ko južni pol magneta privlači Zemljin južni magnetni pol. To je lahko nekoliko zmedeno, če nehate upoštevati magnetne pole drugih planetov. Da bi kompas deloval, je severni pol planeta v bistvu južni pol, če bi bil svet ogromen magnet!

Magnetizem v živih organizmih

Jeff Rotman / Getty Images

Nekateri živi organizmi zaznavajo in uporabljajo magnetna polja. Sposobnost zaznavanja magnetnega polja se imenuje magnetocepcija. Primeri bitij, ki so sposobna magnetocepcije, so bakterije, mehkužci, členonožci in ptice. Človeško oko vsebuje kriptokromski protein, ki lahko ljudem omogoči določeno stopnjo magnetocepcije.

Mnoga bitja uporabljajo magnetizem, kar je proces, znan kot biomagnetizem. Na primer, hitoni so mehkužci, ki uporabljajo magnetit za utrjevanje zob. Ljudje proizvajajo tudi magnetit v tkivu, ki lahko vpliva na delovanje imunskega in živčnega sistema.

Magnetizem Ključni zaključki

Claire Cordier / Getty Images

• Magnetizem izhaja iz elektromagnetne sile premikajočega se električnega naboja.
• Magnet ima nevidno magnetno polje, ki ga obdaja, in dva konca, imenovana poli. Severni pol kaže proti severnemu magnetnemu polju Zemlje. Južni pol kaže proti južnemu magnetnemu polju Zemlje.
• Severni pol magneta privlači južni pol katerega koli drugega magneta in odbija severni pol drugega magneta.
• Rezanje magneta tvori dva nova magneta, vsak s severnim in južnim polom.

Viri

• Du Trémolet de Lacheisserie, Étienne; Gignoux, Damien; Schlenker, Michael. 'Magnetizem: Osnove . Springer. str. 3–6. ISBN 0-387-22967-1. (2005)
• Kirschvink, Joseph L.; Kobayashi-Kirshvink, Atsuko; Diaz-Ricci, Juan C.; Kirschvink, Steven J.' Magnetit v človeških tkivih: mehanizem za biološke učinke šibkih magnetnih polj ELF '. Bioelektromagnetni dodatek . 1: 101–113. (1992)