Kodėl magnetai geriau limpa prie kai kurių metalų?
Trumpas atsakymas: Magnetai geriausiai limpa prie feromagnetinių metalų, tokių kaip geležis, nikelis ir kobaltas. Šie metalai leidžia mažyčiams magnetiniams regionams jų viduje išsirikiuoti, todėl magnetas ir metalas stipriai traukia vienas kitą.
Ką tai reiškia?
Kai kurie metalai turi atomus, kurie veikia kaip mažyčiai magnetai. Feromagnetiniuose metaluose šie mažyčiai magnetai gali būti nukreipti ta pačia kryptimi grupėmis, vadinamomis domenais. Tikras magnetas priverčia daug domenų nukreipti ta pačia kryptimi.
Kai daug domenų išsirikiuoja, metalas tampa stipriai magnetinis ir magnetas gerai prilimpa. Kiti metalai neturi išsirikiavusių domenų, todėl magnetas beveik neprilimpa. Metalo forma ir grynumas taip pat keičia jo prilipimo stiprumą.
Feromagnetinis metalas gali prarasti savo lipnumą, nes kaitinant mažyčiai magnetai supurtomi, todėl jie nustoja nukreipti vienas kitą. Dėl to ne visi metalai yra vienodai tinkami magnetams: vieni traukia stipriai, kiti – vos.
Už to slypintis mokslas
Įvardyti dėsniai / principai: Feromagnetizmas (magnetinės sritys ir magnetinis pralaidumas).
Feromagnetizmas yra kai kurių medžiagų savybė turėti didelius, išrikiuotus magnetinius momentus (maži atominiai magnetai). Šių medžiagų viduje yra sritys, vadinamos domenais, turinčios daug atomų, kurių magnetiniai momentai nukreipti ta pačia kryptimi. Magnetas taiko išorinį lauką, kuris priverčia domenus augti arba suktis, kad jie išsirikiuotų pagal lauką.
Medžiagos, turinčios didelį magnetinį pralaidumą, lengvai praleidžia magnetinio lauko linijas ir todėl tampa stipriai įmagnetintos. Kiuri temperatūra yra taškas, kai šiluminė energija nutraukia išsirikiavimą ir medžiaga nustoja būti feromagnetinė. Priemaišos, kristalinė struktūra ir forma turi įtakos tam, kaip lengvai domenai juda ir kokia stipri tampa trauka.
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai matuoja įmagnetėjimą tokiais instrumentais kaip magnetometrai ir sudaro grafikus, vadinamus histerezės kilpomis, kurie rodo domenų elgseną ir stiprumą. Medžiagų bandymai skirtingose temperatūrose atskleidžia Kiuri tašką ir įrodo šiluminio judėjimo vaidmenį .
Pamatyk tai gyvenime
- Šaldytuvo magnetai gerai prilimpa prie plieninio šaldytuvo, nes pliene yra geležies.
- Sąvaržėlę (dažniausiai geležinę) magnetas lengvai pakelia.
- Aliuminio folija neprilimpa, nes aliuminis nėra feromagnetinis.
- Nikeliuoti daiktai gali prilipti, jei bus pakankamai nikelio.
- Įkaitintas įrankis gali prarasti savo magnetizmą.
Išbandyk pats
Magneto ir metalo bandymas
Sauga: laikykite mažus magnetus atokiau nuo širdies stimuliatorių ir mažų vaikų; šio eksperimento metu nešildykite metalų.
Priemonės
- mažas strypinis magnetas
- sąvaržėlės
- monetos (skirtingi metalai)
- aliuminio folija
- plieninė vinis
Žingsniai
- Išdėliokite objektus ant stalo ir pabandykite kiekvieną pakelti magnetu.
- Suskaičiuokite, kiek sąvaržėlių magnetas gali pakelti vienu metu.
- Išbandykite magnetą ant kiekvienos monetos, aliuminio folijos ir vinies.
- Užrašykite, kuriuos daiktus magnetas pakėlė, o kurių ne.
- Palyginkite, kaip stipriai objektai buvo traukiami. Ką tai rodo: matote, kad feromagnetiniai metalai, tokie kaip geležis, traukiami stipriai, o neferomagnetiniai – ne.
Žodynėlis
- Feromagnetizmas: Kai kurių medžiagų savybė, leidžianti jų mažyčiams atominiams magnetams išsirikiuoti ir sukurti stiprų magnetizmą.
- Domenas: Maža medžiagos sritis, kurioje daug atominių magnetų nukreipti ta pačia kryptimi.
- Magnetinis pralaidumas: Kaip lengvai medžiaga praleidžia magnetinio lauko linijas.
- Kiuri temperatūra: Temperatūra, kurioje feromagnetinė medžiaga nustoja būti magnetinė.
DUK
Ar magnetas prilips prie nerūdijančio plieno?
Kai kurie nerūdijantys plienai yra magnetiniai, o kai kurie – ne; tai priklauso nuo tikslaus metalų mišinio.
Ar metalas gali tapti magnetinis, jei jis dar nėra magnetinis?
Taip, kai kurie metalai gali įmagnetėti, kai stiprus magnetas sulygiuoja jų domenus.
Ar magneto dydis yra svarbus?
Taip, stipresni ar didesni magnetai sulygiuoja daugiau domenų ir gali geriau prilipti.
Ar magnetai gali prarasti savo galią?
Taip, numetimas, kaitinimas ar stiprūs priešingi laukai gali susilpninti magnetus.