Можливість магніту притягувати до себе різні металеві предмети напевно добре знайома кожному. Не кажучи вже про застосування магнітів в медицині та інших галузях. Як влаштований магніт і які речовини він притягує, крім заліза?
Що таке магніт і як він улаштований?
Магніт - це тіло, яке володіє власним магнітним полем. Магніти бувають декількох видів:
- постійні - вироби, які після одноразового намагнічування зберігають дане властивість. Магніти поділяються на кілька підвидів залежно від сили та інших параметрів.
- тимчасові - функціонують за принципом постійних, але лише тоді, коли розташовуються в сильному магнітному полі. Наприклад, вироби з так званого м'якого заліза (цвяхи, скріпки і т.п.).
- електромагніти являють собою дроти, щільно намотані на каркас. Як правило, такий пристрій оснащено залізним сердечником. Працює воно лише за умови проходження по дроту електричного струму.
Постійний магніт - найбільш звичний і поширений. Для його виготовлення найчастіше використовують такі поєднання матеріалів:
- неодим-залізо-бор;
- альнико або сплав ЮНДК (залізо, алюміній, нікель, кобальт);
- самарій-кобальт;
- ферити (з'єднання оксидів заліза та інших металів-феримагнетиків).
Будь-магніт має південний і північний полюс. Однакові полюси відштовхуються, а протилежні - притягуються.
Цікавий факт: Магніти часто виготовляються в вигляді підкови. Це робиться для того, щоб полюса розташовувалися максимально близько один до одного. Таким чином, створюється сильне магнітне поле, яке здатне притягувати більші частини металу.
Чому магніт притягує лише певні речовини?
Принцип його роботи побудований на створенні магнітного поля за допомогою електронів, що рухаються. В цілому електрон є найпростішим магнітом. А будь-яка заряджена частинка, яка перебуває в русі, утворює магнітне поле. Якщо рухомих частинок багато, а їх переміщення відбувається навколо однієї осі, виходить тіло з магнітними властивостями.
Чому в такому разі магніт не притягає все речовини поспіль? До складу атома входить ядро, а також електрони, що обертаються навколо нього. У електронів є спеціальні рівні, за якими вони обертаються, або орбіти. На кожному такому рівні розташовано по 2 електрони. Причому обертаються вони в різних напрямках.
Однак є речовини під назвою ферромагнетики. Деякі електрони у них непарні. Відповідно, певне їх кількість може обертатися в одному і тому ж напрямку. Так створюється магнітне поле навколо кожного атома речовини.
Зазвичай атоми знаходяться в довільному порядку. В такому випадку поля врівноважують один одного. Але якщо ж направити магнітні поля всіх атомів в одному напрямку, виходить магніт. Примітно, що притягатися можуть різні метали та інші речовини, але набагато слабкіше в порівнянні з феромагнетиками.Щоб відчути тяжіння, необхідно задіяти дуже сильний магніт.
До феромагнетика відносяться такі метали, як залізо, кобальт, нікель, гадоліній, тербий, діспрозій, Гольмій, ербій. Також аналогічними властивостями характеризуються деякі металеві сплави і з'єднання. Кількість ферромагнетиков неметалічного походження не така велика або поки мало вивчено. До них відноситься, наприклад, оксид хрому.
Магнітною сприйнятливістю характеризуються речовини (переважно метали), які володіють певною структурою. Їх називають феромагнетиками - це речовини, у яких магнітні поля атомів складаються в одному напрямку. Крім заліза, до феромагнетика відносяться кобальт, нікель, тербий, гадоліній, діспрозій, Гольмій, ербій. Також магніт притягує деякі сплави і навіть неметалеві речовини - наприклад, оксид хрому.
