Alcuni metalli attraggono naturalmente altri metalli con una forza nota come magnetismo. Ancor prima che l'elettricità fosse compresa, gli scienziati crearono bussole utilizzando minuscole strisce di magneti naturali che ruotano per allinearsi con il campo magnetico terrestre, puntando verso nord perché il campo va da sud a nord.
Quando due metalli si attraggono attraverso lo spazio, è probabile che uno o entrambi siano magnetici. I magneti permanenti, solitamente contenenti ferro, mostrano il magnetismo naturale più forte, un fenomeno chiamato ferromagnetismo. Il campo magnetico terrestre è generato dal movimento del suo nucleo di nichel-ferro fuso e diventa visibile quando le particelle cariche provenienti dal Sole si scontrano con la nostra atmosfera vicino ai poli magnetici, producendo l'aurora boreale.
Il nucleo di protoni e neutroni di ogni atomo è orbitato da elettroni, che trasportano una carica negativa. La disposizione di questi elettroni conferisce agli atomi un orientamento direzionale e il loro movimento orbitale crea un debole campo magnetico. Ogni volta che scorre una corrente elettrica, specialmente in un percorso circolare o a spirale, emerge un campo magnetico. Gli elettromagneti sfruttano questo principio, consentendo al loro magnetismo di accendersi e spegnersi con la corrente.
I metalli le cui strutture elettroniche consentono ai loro elettroni di allinearsi più facilmente formano campi magnetici più forti. Ferro, nichel, cobalto e gadolinio sono i più facilmente magnetizzati. Sebbene l’alluminio e il rame possano mostrare un comportamento magnetico, i campi che generano sono deboli. Anche gli ossidi e le leghe contenenti ferro, come ruggine e acciaio, si magnetizzano facilmente e maggiore è il numero di elettroni allineabili, più forte è il magnete.
La magnetite, un ossido di ferro presente in natura, mostra spesso un forte campo magnetico ed è comunemente nota come calamita. La ricerca moderna suggerisce che i fulmini potrebbero aver magnetizzato queste calamite. La struttura cristallina della magnetite consente a grandi gruppi di molecole, chiamati domini, di allinearsi nella stessa direzione, producendo un potente campo magnetico. Altri minerali possono acquisire un debole magnetismo dal campo magnetico terrestre e lo studio delle rocce delle fosse oceaniche rivela come i poli magnetici del pianeta si siano invertiti nel corso dei millenni.
Creare un semplice elettromagnete è semplice:avvolgere molte bobine di filo di rame attorno a una barra d'acciaio o a un chiodo, collegare una piccola batteria e far passare la corrente attraverso la bobina. Il metallo diventerà magnetico, conservando un po' di magnetismo anche dopo l'interruzione della corrente e la rimozione del filo. Risorse fornire istruzioni passo passo.
