Τι είναι ο Μαγνητισμός;

Ο όρος μαγνητισμός περιγράφει τη δύναμη της απώθησης και της έλξης μεταξύ διαφορετικών ουσιών, όπως ο σίδηρος και άλλα μέταλλα. Στον μαγνητισμό, η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων είναι τελικά υπεύθυνη για την έλξη ή την απώθηση μεταξύ των ουσιών. Τα αντικείμενα που έλκονται μεταξύ τους απεικονίζουν τις μαγνητικές αρχές του σιδηρομαγνητισμού και του παραμαγνητισμού, ενώ ο διαμαγνητισμός περιγράφει την απώθηση των μαγνητικών πεδίων.

Ένα αντικείμενο που συνδέεται συνήθως με τον μαγνητισμό ονομάζεται μαγνήτης, ο οποίος παράγει ένα στατικό μαγνητικό πεδίο. Μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους μαγνητών, όπως η ποικιλία ψυγείου, θεωρούνται μόνιμοι λόγω της ικανότητάς τους να δημιουργούν το δικό τους μαγνητικό πεδίο. Οι μαγνήτες έχουν δύο πόλους: έναν βόρειο (N) και έναν νότιο (S) πόλο. Οι πόλοι είτε έλκουν είτε απωθούν αντικείμενα χρησιμοποιώντας μαγνητική δύναμη.

Όταν δύο μαγνήτες με αντίθετους πόλους είναι κοντά ο ένας στον άλλο, η μαγνητική δύναμη τους έλκει ο ένας προς τον άλλο. Το αντίθετο ισχύει όταν οι αντίπαλοι πόλοι βρίσκονται σε κοντινή απόσταση. Οι μαγνήτες μπορούν επίσης να προσελκύσουν διάφορα μαγνητισμένα αντικείμενα. Η συμπεριφορά των μαγνητισμένων αντικειμένων προς τον μαγνήτη καθορίζεται από το υλικό του αντικειμένου.

Υλικά όπως ο σίδηρος, το νικέλιο και το κοβάλτιο έλκονται έντονα από τους μαγνήτες λόγω των σιδηρομαγνητικών τους ιδιοτήτων. Ουσίες όπως η πλατίνα, το αλουμίνιο και το οξυγόνο θεωρούνται παραμαγνητικές και έλκονται ασθενώς από έναν μαγνήτη. Τα διαμαγνητικά υλικά, συμπεριλαμβανομένου του χαλκού, του νερού και του πλαστικού, απωθούνται ασθενώς από τους μαγνήτες.

Τα σιδηρομαγνητικά αντικείμενα έχουν την ισχυρότερη μαγνητική δύναμη από τους τρεις μαγνητικούς τύπους. Οι μαγνήτες ψυγείου είναι ένα καλό παράδειγμα σιδηρομαγνητικού αντικειμένου που μαγνητίζεται από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Αφού αφαιρεθεί το πεδίο, ο μαγνήτης παραμένει μαγνητισμένος. Τα αντικείμενα που παραμένουν μαγνητισμένα ονομάζονται μόνιμοι μαγνήτες.

Σε αντίθεση με τον σιδηρομαγνητισμό, ο παραμαγνητισμός εμφανίζεται μόνο όταν ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο. Τα παραμαγνητικά αντικείμενα τείνουν να έχουν ένα ατελές εσωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων που προκαλεί τα ασύζευκτα ηλεκτρόνια να περιστρέφονται και να περιφέρονται με συγκεκριμένο τρόπο. Για να εξηγήσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες: τα κελύφη ηλεκτρονίων περιγράφουν την έννοια ενός πεδίου γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου. Κάθε κέλυφος ή τροχιά μπορεί να χωρέσει μόνο μια συγκεκριμένη ποσότητα ηλεκτρονίων. Αυτά τα ημιτελή κελύφη ηλεκτρονίων τείνουν να ευθυγραμμίζουν τυχαία και να ενισχύουν ένα εφαρμοσμένο πεδίο, κάτι που είναι ο λόγος που ο παραμαγνητισμός μπορεί να συμβεί μόνο όταν υπάρχει μαγνητικό πεδίο.
Μια άλλη διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι ένα παραμαγνητικό αντικείμενο δεν διατηρεί καμία μαγνήτιση όταν αφαιρείται η εξωτερική οντότητα μαγνήτισης. Ο λόγος είναι ότι τα παραμαγνητικά αντικείμενα είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές πιο αδύναμα από το σιδηρομαγνητικό υλικό. Αντίθετα, τα διαμαγνητικά αντικείμενα απωθούνται από τον βόρειο και τον νότιο πόλο ενός μαγνήτη. Τα διαμαγνητικά υλικά δημιουργούν ένα αντίθετο μαγνητικό πεδίο έναντι του εξωτερικού εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου, προκαλώντας απωστική επίδραση.