Alcuni metalli sembrano attrarre altri metalli più fortemente. Questa forza è chiamata magnetismo. Anche prima della scoperta dell'elettricità, gli scienziati hanno inventato bussole, minuscole strisce di magneti naturali che ruotano per allinearsi con il campo magnetico terrestre. Poiché il campo si sposta da sud a nord, l'ago della bussola punta sempre verso il polo magnetico nord. Ora produciamo in serie magneti e capiamo come funzionano.

Campi magnetici

Quando due metalli sono attratti l'uno dall'altro attraverso lo spazio, uno o entrambi sono probabilmente magnetici. Potresti essere più familiare con i magneti permanenti, che sono magneti più potenti perché hanno del ferro dentro. Questo tipo di magnetismo è chiamato ferromagnetismo. Il campo magnetico terrestre è causato dai movimenti del nucleo di ferro nichel fuso del pianeta e può essere visto quando minuscole particelle cariche provenienti dal sole si scontrano con l'atmosfera terrestre vicino ai poli magnetici del nostro pianeta, facendoli emettere luce mentre lo fanno . Vicino al polo magnetico nordico, chiamiamo l'illuminazione del campo magnetico l'aurora boreale, o l'aurora boreale.

Elettroni

Gli atomi che compongono le molecole di tutta la materia hanno un nucleo di neutroni e protoni. Orbitare intorno a tutti i nuclei sono elettroni che portano una carica negativa. La forma delle loro orbite conferisce agli atomi un orientamento direzionale, e il moto orbitale causa un campo magnetico molto debole attorno all'atomo. I campi magnetici possono essere causati ogni volta che una corrente elettrica è attiva, ma sono più forti quando la corrente elettrica sta andando in un percorso circolare o a spirale. Gli elettromagneti usano questa proprietà, quindi il loro magnetismo può essere attivato e disattivato quando la corrente elettrica viene accesa e spenta.

Possibili metalli

Alcuni metalli hanno una struttura che consente ai loro elettroni di essere più facilmente allineare e formare un campo magnetico. Ferro, nichel, cobalto e gadolinio sono i più facili da magnetizzare. Anche metalli come l'alluminio e il rame possono essere magnetizzati, ma i campi magnetici che producono sono molto deboli. Gli ossidi e le leghe che contengono ferro possono anche essere magnetizzati facilmente, come ruggine e acciaio. Più elettroni in un metallo possono essere allineati, più forte è il campo magnetico che producono.

Magneti naturali

La magnetite è un ossido di ferro che viene spesso scoperto in natura con un forte campo. Tali campioni di magnetite sono chiamati Lodestones. Le teorie moderne suggeriscono che la magnetite di calamite sia stata magnetizzata dai fulmini. La magnetite può facilmente avere un forte campo magnetico perché la sua struttura cristallina consente a grandi gruppi di molecole (detti domini) di avere tutti lo stesso orientamento o direzione polare.

Altri minerali possono avere debole magnetismo naturalmente a causa della loro esposizione al Campo magnetico terrestre. Studiare le rocce dalle trincee oceaniche ci permette di vedere come il campo magnetico terrestre ha capovolto (i poli magnetici nord e sud si invertono) nel corso dei millenni.

Fare un magnete

Tutto ciò che devi fare il tuo magnete è quello di avvolgere un sacco di bobine di fili di rame attorno a una barra d'acciaio o un chiodo. Quindi, con una piccola batteria, far passare una corrente attraverso il cablaggio e il metallo diventerà magnetico (vedi Risorse per le istruzioni). La barra o l'unghia dovrebbero conservare parte del suo magnetismo anche dopo che la corrente elettrica è stata spenta e il cablaggio è stato rimosso. Fare attenzione a non toccare il metallo esposto dell'unghia o il cablaggio quando la corrente elettrica è accesa. Se il cablaggio è isolato, puoi toccarlo mentre la corrente è attiva, ma potresti voler collegare un resistore al circuito, oppure il metallo può diventare rapidamente troppo caldo al tatto.