Magnetismo è il nome del campo di forza generato dai magneti. Attraverso di esso i magneti attirano determinati metalli da una certa distanza, facendoli avvicinare senza alcuna causa apparente. È anche il mezzo con cui i magneti si influenzano a vicenda. Tutti i magneti hanno due poli, chiamati "nord" e "sud". Come i poli magnetici si attraggono l'un l'altro, mentre a differenza dei poli magnetici si spingono a vicenda. Esistono molti tipi diversi di magneti con una grande varietà di livelli di forza. Alcuni magneti sono abbastanza robusti da contenere carta in frigorifero. Gli altri sono abbastanza forti da sollevare le automobili.

Storia del magnetismo

Per comprendere ciò che rende i magneti forti devi capire qualcosa della storia della scienza del magnetismo. All'inizio del XIX secolo, l'esistenza del magnetismo era ben nota, così come l'esistenza dell'elettricità. Questi erano generalmente considerati come due fenomeni completamente separati. Tuttavia, nel 1820, il fisico Hans Christian Oersted dimostrò che le correnti elettriche generano campi magnetici. Poco dopo, nel 1855, un altro fisico, Michael Faraday, dimostrò che il cambiamento dei campi magnetici poteva generare correnti elettriche. Così è stato dimostrato che elettricità e magnetismo fanno parte dello stesso fenomeno.

Atomi e carica elettrica

Tutta la materia è fatta di atomi e tutti gli atomi sono fatti di minuscole cariche elettriche. Al centro di ogni atomo si trova il nucleo, un piccolo gruppo denso di materia con una carica elettrica positiva. Circondando ogni nucleo c'è una nuvola leggermente più grande di elettroni caricati negativamente, trattenuta dall'attrazione elettrica del nucleo dell'atomo.

Campi magnetici degli atomi

Gli elettroni sono costantemente in movimento. Stanno girando e muovendosi attorno agli atomi di cui fanno parte, e alcuni elettroni si spostano anche da un atomo all'altro. Ogni elettrone in movimento è una piccola corrente elettrica, perché una corrente elettrica è solo una carica elettrica in movimento. Quindi, come ha mostrato Oersted, ogni elettrone in ogni atomo genera il proprio minuscolo campo magnetico.

Cancellazione dei campi

Nella maggior parte dei materiali questi minuscoli campi magnetici puntano in molte direzioni diverse e quindi si annullano a vicenda fuori, secondo Kristen Coyne del National High Magnetic Field Laboratory. I poli nord sono vicini ai poli sud il più spesso no, e il campo magnetico netto di tutto l'oggetto è vicino a zero.

Magnetizzazione

Quando alcuni materiali sono esposti a un campo magnetico esterno, questa immagine cambia. Il campo magnetico esterno costringe tutti questi piccoli campi magnetici ad allinearsi. Il suo polo nord spinge tutti i piccoli poli nord nella stessa direzione: lontano da esso. Si avvicina a tutti i piccoli poli magnetici meridionali. Questo fa sì che i minuscoli campi magnetici all'interno del materiale aggiungano i loro effetti insieme. Il risultato è un forte campo magnetico netto nell'oggetto nel suo complesso.

Due fattori

Più potente è il campo magnetico esterno che viene applicato, maggiore è la magnetizzazione che ne risulta. Questo è il primo dei fattori che determina quanto forte diventa un magnete. Il secondo è il tipo di materiale di cui è composto il magnete. Diversi materiali producono magneti di diversa intensità. Quelli con un'elevata permeabilità magnetica (che è una misura di quanto siano sensibili ai campi magnetici) producono i magneti più potenti. Per questo motivo, il ferro puro viene utilizzato per realizzare alcuni dei magneti più potenti.