Tartalom
Számos anyagnak mágneses tulajdonságai vannak és képesek mágnesezni. A mágneses tulajdonságokkal rendelkező anyagok két osztálya a paramágneses és a ferromágneses anyag. Ezeknek az anyagoknak természetes mágneses tulajdonságai vannak, amelyek lehetővé teszik, hogy mágnes vonzza őket. A paramágneses anyagokat gyengén vonzza a mágnesek, és a ferromágneses anyagokat erősen vonzza a mágnesek. Ezek a tulajdonságok szubatómiai szerkezetükből származnak, amelyek meghatározzák, mely anyagokat lehet erősen mágnesezni, és melyeket csak gyengén mágnesezni.
Mágneses tulajdonságok
••• Ryan McVay / Photodisc / Getty ImagesAz a lényeg, amely lehetővé teszi az anyag mágneseztetését, annak szubatomi szerkezetében rejlik, ahol az elektronok az anyagok atommagja körül forognak. A forgó elektron létrehoz egy olyan dipólusnak nevezett mágneses teret, amelynek, mint egy normál oszlopmágnesnek, mind északi, mind déli pólusa van. Ha az elektronok többsége azonos irányban forog, akkor az anyag mágnesezhetõ. Ha azonban egy anyagnak nem az elektronjainak nagy része ugyanabba az irányba forog, akkor kevesebb a mágnesezési potenciálja, mivel ellentétesen forgó elektronok semlegesítik egymásnak az egyes mágneses tereket. Például egy olyan anyagra, amelynek elektronjainak nagy része azonos irányban forog és erősen mágnesezhető, a vas. Például az alumínium olyan anyag, amelynek elektronjainak többsége nem azonos irányban forog és csak gyengén mágnesezhető.
Ferromágneses anyagok
Atomaik szubatómiai szerkezete miatt a ferromágneses anyagok, mint például a vas, a nikkel-gadolinium és a kobalt, vonzzák a mágneseket. Általában ezeket az anyagokat olyan folyamaton kell átmenni, mint például magas hőmérsékleten történő hevítés, majd lehűlés, erős mágneses mező hatására, hogy állandó mágnesekké válhassanak. Kevésbé fizikai módszerekkel, például az anyag mágneses megsimogatásával vagy kalapáccsal történő megütésével ezek az anyagok átmeneti mágnesekké válhatnak. Mindkét fizikai folyamat miatt az elektronok által indukált mágneses mezők egymáshoz igazodnak.
Paramágneses anyagok
••• Jupiter képek / Comstock / Getty ImagesA paramágneses anyagok csak gyengén vonzódnak a mágnesekhez, mivel a paramágneses anyagok szubatomi szerkezete csak viszonylag kevés, azonos irányba forgó elektronból áll. Ezért a paramágneses anyagok, például a réz, az alumínium, a platina és az urán sokkal gyengébb mágneseket eredményeznek, mint a ferromágneses anyagok.
Ötvözött anyagok
A ferromágneses és paramágneses anyagok ötvözetei mágnesezési képességüktől függően változhatnak.Például, bár a nikkel ferromágneses anyag, egy 5 centes darabot nem vonzza a mágnes. Az 5 centes amerikai érme 20% nikkel és 80% réz ötvözete. A rozsdamentes acél egy másik példa az anyaghoz, amelyet nem vonz a mágnes, mert ez egy ferromágneses vas ötvözete krómmal és számos más paramágneses anyaggal.
Néhány ferromágneses és paramágneses anyag ötvözet azonban erõs mágneseket képez. Példa erre az alnico, amely egy formában a ferromágneses fémekből, vasból, nikkelből és kobaltból áll, a paramágneses anyagokkal pedig az alumínium és a réz.