Miten magneetit toimivat?
Ah, magneetit. Jääkaapit ovat täynnä niitä. Niistä saa virtaa Netflixin binge-sessioihimme. Kun ne hajotetaan pieniksi palasiksi ja murskataan Silly Puttyyn, ne voivat tarjota tuntikausia hauskanpitoa.
Magnetismi on magneettien, toisiaan hylkivien tai puoleensa vetävien esineiden, aiheuttama voima. Tämä voimakas fysikaalinen ilmiö on yksi osa sähkömagnetismia, joka on yksi luonnon perusvoimista.
Kaiken aineen sisältämien sähköisesti varattujen hiukkasten liike synnyttää sähkövirtoja, jotka luovat magneettikentän. Näistä hiukkasista tulee pieniä magneetteja, joilla kullakin on pohjois- ja etelänapa. Teknisesti ottaen kaikkeen aineeseen kohdistuu magneettisia voimia, jotka läpäisevät maailmankaikkeutemme. BBC:n mukaan jotkut näistä vaikutuksista ovat selvempiä kuin toiset.
Oletko katsonut twitteriä tänään? Ajanut autolla? Bingannut uutta ohjelmaa viime aikoina? Maailma, jossa elämme, saa virtansa näistä sähkömagneeteista.
Usein näiden hiukkasten synnyttämät magneettikentät ovat satunnaisia, eli niiden pohjois- ja etelänavat kumoavat toisensa. Joillakin esineillä – rautamalmikimpaleista jääkaappiisi kiinnitettyyn aakkosmagneettiin – magneettikentät ovat järjestäytyneet samaan suuntaan. Live Science -lehden mukaan näiden esineiden magneettikentät vahvistuvat, kun näiden sähköisesti varattujen hiukkasten nopeus kasvaa.
Magnetismi on salaperäinen voima tässä maailmankaikkeudessa. Tutkijat eivät täysin ymmärrä, miksi sitä ylipäätään esiintyy. He eivät myöskään ole varmoja siitä, miksi näillä hiukkasilla on pohjois- ja eteläsuunta, Live Sciencen mukaan, ja magnetismilla on monia eri muotoja.
Mysteeriset voimat
Ferromagnetismia, joka on magneettisuuden voimakkain muoto, syntyy Georgian osavaltio-yliopiston Hyperphysics-verkkosivuston mukaan silloin, kun materiaaleihin kohdistuu ulkoinen magneettinen voima. Nämä esineet magnetoituvat pysyvästi hystereesiksi kutsutun prosessin kautta. Varhaiset rautakompassineulat magnetoitiin maasta vedetyillä lodestone- eli magnetoituneilla magnetiittimineraaleilla. Tämä on ainoa magneettinen voima, jonka ihminen voi konkreettisesti tuntea.
Ferromagnetismi saattaa olla magnetismin havaittavin muoto, mutta sähkömagnetismi on kiistatta tärkein. Se on perusvoima, ”joka on vastuussa aineemme rakenteesta”, NASAn Goddard Space Flight Centerin tähtitieteilijä Michele Thaler kertoi Science Channelille.
💡Muut perusvoimat ovat painovoima, heikko ydinvoima ja vahva ydinvoima.
Sähkö ja magnetismi kietoutuvat tiiviisti toisiinsa, ja niiden kentät ruokkivat toisiaan ja ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Sähkömagnetismi luo valoa ja energiaa, ja ilman sitä atomit ja molekyylit, joista olemme tehty, hajoaisivat. Vuonna 1865 fyysikko James Clerk Maxwell selvitti näiden kahden voiman välisen yhteyden ja loi pohjan Einsteinin kuuluisalle suhteellisuusteorialle.
Sähkömagnetismin sovellukset jokapäiväisessä elämässä ovat tietenkin valtavat. Sähkömagneettiset aallot saavat voimaa kaikkeen mikroaaltouuneista ja televisioista radioihin ja röntgenlaitteisiin.
Tapauksissa, joissa esineeseen kohdistuu sähkövirta, se synnyttää tilapäisen kelanmuotoisen magneettikentän. Kun virta kuitenkin katkaistaan, kenttä häviää. Tätä kutsutaan sähkömagneetiksi.
Oletko tarkistanut twitterin tänään? Ajanut autolla? Bingannut uutta ohjelmaa viime aikoina? Maailma, jossa elämme, saa virtansa näistä sähkömagneeteista.
The Magnet Beneath Your Feet
Maapallo on pohjimmiltaan jättimäinen magneetti, jolla on vastaavat geomagneettiset pohjois- ja etelänavat, kiitos sulan rautaisen ulomman ydinamme. Maan tuottama pisaranmuotoinen magneettikenttä, jota aurinkotuulet puristavat ja jota kutsutaan magnetosfääriksi, varmistaa, että kompassimme toimivat, tarjoaa loistavat revontulet ja jopa suojaa meitä haitalliselta kosmiselta säteilyltä. Se on ratkaisevan tärkeä himoitun ilmakehämme suojelemiseksi.
Magnetisoituneet hiukkaset laavakivissä Maan pinnalla tallentavat planeettamme magneettikentän suunnan. Näin tutkijat pystyvät National Geographicin mukaan kertomaan, että maapallon magneettiset navat ovat vaihtuneet ajan myötä ja että tektoniset laatat, joiden päällä elämme, liikkuvat asteittain.
Viime vuosina maapallon magneettisten napojen siirtyminen on kiihtynyt. Joidenkin tutkimusten mukaan ne liikkuvat jopa 35 mailia vuodessa. Tämä voi häiritä navigointijärjestelmiä ja aiheuttaa päänvaivaa matkustajille.
Meidän kiehtovuutemme magnetismiin ulottuu tuhansien vuosien taakse. Mesoamerikkalaiset kehittivät varhaisen ymmärryksen voimasta ja kreikkalaiset dokumentoivat ensimmäisenä sen ihmeitä. Tämä kiehtovuus ei ole vähentynyt vuosien saatossa. Ymmärryksemme magnetismista on vaikuttanut ratkaisevasti nykyisen maailmamme muotoutumiseen.
Ilman sitä olisimme hukassa. Kirjaimellisesti.