Comment fonctionnent les aimants ?
Ah, les aimants. Les réfrigérateurs en sont pleins. Ils alimentent nos sessions de binge-sessions Netflix. Lorsqu’ils sont décomposés en petits morceaux et écrasés en Silly Putty, ils peuvent fournir des heures de plaisir.
Le magnétisme est la force exercée par les aimants, des objets qui se repoussent ou s’attirent. Ce puissant phénomène physique est une composante de l’électromagnétisme, l’une des forces fondamentales de la nature.
Le mouvement des particules chargées électriquement que l’on trouve dans toute matière dégage des courants électriques qui créent un champ magnétique. Ces particules deviennent de minuscules aimants, chacun ayant un pôle nord et un pôle sud. Techniquement, toute la matière est soumise aux forces magnétiques qui imprègnent notre univers. Certains de ces effets sont plus évidents que d’autres, selon la BBC.
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Souvent, les champs magnétiques générés par ces particules sont aléatoires, ce qui signifie que leurs pôles nord et sud s’annulent. Certains objets – des morceaux de minerai de fer à l’aimant de l’alphabet collé sur votre réfrigérateur – ont des champs magnétiques disposés dans la même direction. Les champs magnétiques de ces objets deviennent plus forts lorsque la vitesse de ces particules chargées électriquement augmente, selon Live Science.
Le magnétisme est une force mystérieuse dans cet univers. Les scientifiques ne comprennent pas entièrement pourquoi il se produit en premier lieu. Ils ne savent pas non plus pourquoi ces particules ont une direction nord et sud, selon Live Science, et il existe de nombreuses formes différentes de magnétisme.
Forces mystérieuses
Le ferromagnétisme, la forme la plus forte de magnétisme, se produit lorsque des matériaux sont exposés à une force magnétique externe, selon le site HyperPhysics de la Georgia State University. Ces objets se magnétisent de façon permanente, par un processus appelé hystérésis. Les premières aiguilles de boussole en fer étaient magnétisées par de la lodestone, ou minéraux de magnétite magnétisés, tirés de la Terre. C’est la seule force magnétique que les humains peuvent ressentir de manière tangible.
Le ferromagnétisme est peut-être la forme la plus visible du magnétisme, mais l’électromagnétisme est sans doute la plus importante. C’est la force fondamentale « responsable de la structure même de notre matière », a déclaré à la chaîne Science l’astronome Michele Thaler du Goddard Space Flight Center de la NASA.
💡Les autres forces fondamentales sont la gravité, le nucléaire faible et le nucléaire fort.
L’électricité et le magnétisme sont étroitement liés, et leurs champs respectifs se nourrissent l’un de l’autre et interagissent. L’électromagnétisme crée la lumière et l’énergie, et sans lui, les atomes et les molécules dont nous sommes constitués se désagrégeraient. En 1865, le physicien James Clerk Maxwell a établi le lien entre ces forces jumelles, ouvrant la voie à Einstein pour formuler sa célèbre théorie de la relativité restreinte.
Bien sûr, les applications de l’électromagnétisme dans la vie quotidienne sont vastes. Les ondes électromagnétiques alimentent tout, des fours à micro-ondes et des téléviseurs aux radios et aux appareils à rayons X.
Lorsqu’un objet est exposé à un courant électrique, il génère un champ magnétique temporaire en forme de bobine. Cependant, lorsque ce courant est coupé, le champ disparaît. C’est ce qu’on appelle un électro-aimant.
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L’aimant sous vos pieds
La Terre est essentiellement un aimant géant avec des pôles nord et sud géomagnétiques correspondants, grâce à notre noyau externe en fer fondu. Le champ magnétique en forme de goutte d’eau que la Terre génère, écrasé par les vents solaires et appelé magnétosphère, assure le fonctionnement de nos boussoles, fournit des aurores brillantes et nous protège même des rayonnements cosmiques nocifs. Elle est essentielle à la protection de notre atmosphère tant convoitée.
Les particules magnétisées dans les roches de lave à la surface de la Terre enregistrent la direction du champ magnétique de notre planète. C’est ainsi que les scientifiques sont capables de dire que les pôles magnétiques de la Terre ont changé au fil du temps et que les plaques tectoniques sur lesquelles nous vivons se déplacent de manière incrémentielle, selon National Geographic.
Ces dernières années, le déplacement des pôles magnétiques de la Terre s’est accéléré. Certaines études ont montré qu’ils se déplacent jusqu’à 35 miles par an. Cela peut perturber les systèmes de navigation et causer des maux de tête aux voyageurs.
Notre fascination pour le magnétisme remonte à des milliers d’années. Les Mésoaméricains ont développé une compréhension précoce de la force et les Grecs ont été les premiers à documenter ses merveilles. Cette fascination ne s’est pas démentie au fil des ans. Notre compréhension du magnétisme a été essentielle pour façonner le monde dans lequel nous vivons aujourd’hui.
Sans lui, nous serions perdus. Littéralement.