Magnesy są nieśpiewanymi bohaterami ery nowożytnej. Jednak większość ludzi tak naprawdę nie rozumie z czego są zrobione magnesy i jak one w ogóle działają. Problem polega na tym, że wiemy tylko, że magnesy przyciągają żelazo i nikiel. Jednak magnesy mają bardzo ciekawe pochodzenie i mogą być postrzegane jako fizyczna manifestacja siły elektromagnetycznej.
Wszystkie magnesy są wykonane z grupy metali zwanych metalami ferromagnetycznymi. Są to metale takie jak nikiel i żelazo. Każdy z tych metali ma specjalną właściwość polegającą na tym, że może być namagnesowany równomiernie. Kiedy pytamy, jak działa magnes, pytamy po prostu, w jaki sposób obiekt, który nazywamy magnesem, wywiera swoje pole magnetyczne. Odpowiedź jest dość interesująca.
W każdym materiale istnieje kilka małych pól magnetycznych zwanych domenami. W większości przypadków domeny te są niezależne od siebie i skierowane w różnych kierunkach. Jednak silne pole magnetyczne może ułożyć domeny dowolnego ferromagnetycznego metalu tak, że ustawią się one w linii, tworząc większe i silniejsze pole magnetyczne. W ten sposób powstaje większość magnesów.
Główną różnicą wśród magnesów jest to, czy są one stałe czy chwilowe. Magnesy chwilowe tracą swoje większe pole magnetyczne z czasem, gdy domeny wracają do swoich pierwotnych pozycji. Najczęstszym sposobem produkcji magnesów jest podgrzewanie ich do temperatury Curie lub wyższej. Temperatura Curie to temperatura, w której metale ferromagnetyczne uzyskują właściwości magnetyczne. Podgrzanie materiału ferromagnetycznego do danej temperatury spowoduje, że stanie się on magnetyczny na jakiś czas. Natomiast podgrzanie go powyżej tego punktu może spowodować, że magnetyzm stanie się trwały. Materiały ferromagnetyczne można również podzielić na metale miękkie i twarde. Miękkie metale tracą swoje pole magnetyczne w czasie po namagnesowaniu, podczas gdy twarde metale są prawdopodobnymi kandydatami do stania się magnesami stałymi.
Nie wszystkie magnesy są wytwarzane przez człowieka. Niektóre magnesy występują naturalnie w przyrodzie, takie jak lodestone. Ten minerał był używany w czasach starożytnych do tworzenia pierwszych kompasów. Jednak magnesy mają też inne zastosowania. Po odkryciu zależności między magnetyzmem a elektrycznością, magnesy są obecnie główną częścią każdego istniejącego silnika elektrycznego i turbiny. Magnesy są również wykorzystywane do przechowywania danych komputerowych. Obecnie istnieje rodzaj napędu zwany dyskiem półprzewodnikowym, który pozwala na bardziej efektywne zapisywanie danych w komputerach.
Napisaliśmy wiele artykułów o magnesach dla Universe Today. Tutaj jest artykuł o polu magnetycznym Ziemi, a tutaj jest artykuł o magnesie sztabkowym.
Jeśli chcesz więcej informacji o magnesach, sprawdź dyskusję NASA na temat magnesów, a tutaj jest link do artykułu o polach magnetycznych.
Nagraliśmy również cały odcinek Astronomy Cast o magnetyzmie. Posłuchaj tutaj, Odcinek 42: Magnetism Everywhere.