Čo je magnetizmus? Definícia, príklady, fakty

Jednoduchý úvod do magnetizmu

Galfordc / Getty Images

Starovekí ľudia používali magnetovce, prírodné magnety vyrobené zo železného minerálu magnetitu. V skutočnosti slovo „magnet“ pochádza z gréckych slov magnetis lithos , čo znamená 'magnézsky kameň' alebo magnetovec. Thales z Milétu skúmal vlastnosti magnetizmu okolo roku 625 pred Kristom až 545 pred Kristom. Indický chirurg Sushruta používal magnety na chirurgické účely približne v rovnakom čase. Číňania písali o magnetizme v štvrtom storočí pred Kristom a v prvom storočí opísali použitie magnetitu na pritiahnutie ihly. Avšak, kompas sa začal používať na navigáciu až v 11. storočí v Číne a v roku 1187 v Európe.

Zatiaľ čo magnety boli známe, nebolo vysvetlenie ich funkcie až do roku 1819, keď Hans Christian Ørsted náhodne objavil magnetické polia okolo živých drôtov. Vzťah medzi elektrinou a magnetizmom opísal James Clerk Maxwell v roku 1873 a začlenený do Einsteinova teória špeciálnej relativity v roku 1905.

Príčiny magnetizmu

Maskot / Getty Image

Takže, čo je táto neviditeľná sila? Magnetizmus je spôsobená elektromagnetickou silou, ktorá je jednou z štyri základné sily prírody. Akýkoľvek pohybujúci sa elektrický náboj ( elektrický prúd ) generuje naň kolmé magnetické pole.

Okrem prúdu prechádzajúceho drôtom je magnetizmus produkovaný rotačnými magnetickými momentmi elementárne častice ako sú elektróny. Všetka hmota je teda do určitej miery magnetická, pretože elektróny obiehajúce okolo atómového jadra vytvárajú magnetické pole. V prítomnosti elektrického poľa vytvárajú atómy a molekuly elektrické dipóly, pričom kladne nabité jadrá sa pohybujú o malý kúsok v smere poľa a záporne nabité elektróny sa pohybujú opačným smerom.

Magnetické materiály

blackred / Getty Images

Magnety vznikajú, keď sú feromagnetické alebo ferimagnetické materiály vystavené elektromagnetickému poľu. Magnety vykazujú určité vlastnosti:

• Okolo magnetu je magnetické pole.
• Magnety priťahujú feromagnetické a ferimagnetické materiály a dokážu ich premeniť na magnety.
• Magnet má dva póly, ktoré sa odpudzujú ako póly a priťahujú opačné póly. Severný pól je odpudzovaný severnými pólmi iných magnetov a priťahovaný k južným pólom. Južný pól je odpudzovaný južným pólom iného magnetu, ale je priťahovaný k jeho severnému pólu.
• Magnety vždy existujú dipóly . Inými slovami, nemôžete rozrezať magnet na polovicu, aby ste oddelili sever a juh. Rezaním magnetu vznikajú dva menšie magnety, z ktorých každý má severný a južný pól.
• Severný pól magnetu je priťahovaný k severnému magnetickému pólu Zeme, zatiaľ čo južný pól magnetu je priťahovaný k južnému magnetickému pólu Zeme. To môže byť trochu mätúce, ak sa zastavíte a vezmete do úvahy magnetické póly iných planét. Aby kompas fungoval, severný pól planéty je v podstate južným pólom, ak by bol svet obrovským magnetom!

Magnetizmus v živých organizmoch

Jeff Rotman / Getty Images

Niektoré živé organizmy detekujú a využívajú magnetické polia. Schopnosť vnímať magnetické pole sa nazýva magnetocepcia. Príklady tvorov schopných magnetocepcie zahŕňajú baktérie, mäkkýše, článkonožce a vtáky. Ľudské oko obsahuje kryptochrómový proteín, ktorý môže u ľudí umožniť určitý stupeň magnetocepcie.

Mnoho tvorov používa magnetizmus, čo je proces známy ako biomagnetizmus. Napríklad chitóny sú mäkkýše, ktoré používajú magnetit na tvrdenie zubov. Ľudia tiež produkujú magnetit v tkanive, čo môže ovplyvniť funkcie imunitného a nervového systému.

Kľúčové poznatky o magnetizme

Claire Cordier / Getty Images

• Magnetizmus vzniká elektromagnetickou silou pohybujúceho sa elektrického náboja.
• Magnet má okolo seba neviditeľné magnetické pole a dva konce nazývané póly. Severný pól smeruje k severnému magnetickému poľu Zeme. Južný pól smeruje k južnému magnetickému poľu Zeme.
• Severný pól magnetu je priťahovaný k južnému pólu akéhokoľvek iného magnetu a odpudzovaný severným pólom iného magnetu.
• Odrezaním magnetu sa vytvoria dva nové magnety, každý so severným a južným pólom.

Zdroje

• Du Trémolet de Lacheisserie, Étienne; Gignoux, Damien; Schlenker, Michael. „Magnetizmus: základy . Springer. pp. 3–6. ISBN 0-387-22967-1. (2005)
• Kirschvink, Joseph L.; Kobayashi-Kirshvink, Atsuko; Diaz-Ricci, Juan C.; Kirschvink, Steven J.' Magnetit v ľudských tkanivách: Mechanizmus biologických účinkov slabých magnetických polí ELF '. Bioelektromagnetický doplnok . 1: 101-113. (1992)