Q & A: Co je to magnet?

Pro 23, 2021
admin

Magnet je cokoliv, co s sebou nese statické magnetické pole. Existuje mnoho druhů magnetů. Ty, se kterými se setkáte nejčastěji, jsou permanentní magnety vyrobené z některých speciálních kovů, zejména železa, nebo jsou směsí těchto kovů a dalších věcí (například gumy nebo keramiky). Jiné druhy magnetů potřebují k vytvoření magnetického pole elektrický proud protékající stočenými dráty. Některé magnety jsou jejich kombinací – mají drát omotaný kolem železného jádra.
I jednotlivé částice, jako jsou rotující elektrony, mají kolem sebe magnetické pole, takže i elektrony bychom mohli nazývat „magnety“. Permanentní magnety jsou vlastně takové materiály, ve kterých se elektrony většinou točí stejným směrem. Většina elektronů ve většině materiálů je spárována s jinými elektrony rotujícími v opačném směru, ale některé materiály, například železo, mají mnoho nepárových elektronů. Ty mohou při vzájemné interakci vyvolat čistý magnetismus, takže při rotaci ve stejném směru mají nižší energii. Některé materiály mají nepárové elektrony, které interagují s ostatními, takže se v průměru točí v opačném směru – ty vytvářejí mizerné magnety (říkáme jim „antiferomagnety“).
Můžete si představit dva požadavky na výrobu standardního permanentního magnetu. Za prvé, spiny elektronů musí mít správné interakce, aby se seřadily k sobě. To znamená, že když se seřadí, musí se snížit jejich energie. Ani pak se neseřadí, pokud nejsou dostatečně chladné, stejně jako se neseřadí molekuly vody, aby vytvořily led, pokud nejsou dostatečně chladné. Jakmile se vytvoří mnoho domén seřazených spinů, musí něco způsobit, aby se domény seřadily. Jinak je kus magnetického materiálu jako soubor malých magnetů mířících různými směry, takže se jejich pole ruší. Použití velkého pole z jiného magnetu může seřadit magnetické směry domén. V materiálech, které se používají pro permanentní magnety, se tyto směry domén většinou zaseknou, místo aby se uvolnily zpět a ukazovaly opačné směry.
Magnety, které potřebují k průtoku elektřinu, se nazývají elektromagnety. Magnetické pole se může měnit, když se mění proud ve vodičích. Výše jsem však uvedl „statické“, abych vyloučil světlo jako „magnet“. Světelné vlny se skládají z kmitajících elektrických a magnetických polí, která se pohybují rychlostí světla, a to jsem nechtěl zahrnout do definice toho, co je magnet.
Tom J. (a mike w)

(zveřejněno 22.10.2007)

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.