المغناطيسية هي قوة غير مرئية ، تسببها الإلكترونات في الذرات التي تشكل كل شيء من حولنا. من ملابسك إلى مكتبك ، كل جزء من المادة مصنوع من جزيئات صغيرة تسمى الذرات. تحتوي الذرات على إلكترونات سالبة الشحنة تدور حولها. في معظم الأحيان ، يدور الإلكترون في اتجاهات عشوائية. عندما تدور جميع الإلكترونات في نفس الاتجاه ، فإنها تخلق قوة غير مرئية تعرف باسم المغناطيسية.
النجم المنهار ، المعروف بالنجم النيوتروني ، لديه أقوى قوة مغناطيسية لأي جسم في الكون.
المغناطيس هو جسم له مجال مغناطيسي (نمط مغناطيسي غير مرئي). المغناطيس يجذب أو يصد أشياء أخرى.
يصنع المغناطيس عادة من الحديد أو الفولاذ ، ولكن يمكن أيضًا تحويل الألومنيوم والحديد الصلب والنحاس والنيكل والكوبالت إلى مغناطيسات قوية.
يوضح الرسم التوضيحي أدناه مجالًا مغناطيسيًا أو قوة مغناطيسية موزعة في الفضاء حول المغناطيس وداخله.
.svg)
1. قضيب مغناطيسي - قوة المغناطيس مركزة على القطبين وأقل على الجانبين. المغناطيس الشريطي عمومًا هو أضعف شكل لأن القطبين لهما أصغر مساحة. إنها الشكل الأكثر شيوعًا المستخدمة في الحياة اليومية مثل مغناطيس الثلاجة والبوصلة. كما أنها تستخدم بشكل شائع في العروض التوضيحية في الفصل الدراسي. هذه هي أرخص المغناطيسات وأسهل استبدالها.
2. مغناطيس حدوة الحصان - مغناطيس حدوة الحصان عبارة عن قضيب مغناطيسي منحني على شكل حرف U. يجعل شكل U المغناطيس أقوى من خلال توجيه القطبين في نفس الاتجاه. تم إنشاؤه في الأصل كبديل لقضيب المغناطيس ، وأصبح هذا الشكل رمزًا عالميًا للمغناطيس. يمكن استخدامه لالتقاط الأشياء المعدنية من أي حجم حسب قوة مغناطيس حدوة الحصان. على سبيل المثال ، يمكن أن تجمع حدوات الخيول الصغيرة مشابك الورق بينما تُستخدم مغناطيس حدوة الحصان ذات الحجم الصناعي في البناء والهندسة لالتقاط قطع كبيرة من المعادن الثقيلة. تستخدم مغناطيس حدوة الحصان أيضًا في الجزء السفلي من البندول.
3. مغناطيس القرص - عن طريق تغيير شكل المغناطيس ، يمكننا زيادة مساحة القطبين ، وبالتالي زيادة قوة شدها. بسبب السطح العريض المسطح ، تحتوي مغناطيسات الأقراص على منطقة قطب كبيرة مما يجعلها مغناطيسات قوية وفعالة.
اعتمادًا على حجم القرص ، يحتوي هذا الشكل على مجموعة متنوعة من الاستخدامات. يتم استخدام مغناطيس القرص يوميًا في الملابس وإكسسوارات الموضة والديكور المنزلي. تُعد خياطة مغناطيس القرص في الملابس طريقة رائعة لتثبيت القماش معًا. تُستخدم مغناطيسات الأقراص ذات الحجم الصناعي عادةً لالتقاط السيارات القديمة في ساحات الخردة.
.svg)
4. مغناطيس المجال - غالبًا ما تُباع مغناطيسات Sphere على أنها ألعاب ومواد مبتكرة. تصنع مغناطيس المجال ألعاب مكتبية شهيرة مثل بيض أفعى الجرسية. يمكن أيضًا استخدام هذا الشكل لإنشاء الأساور والقلائد. المغناطيسات الكروية هي أيضًا أدوات فعالة عند توضيح كيفية هيكلة بعض العناصر والجزيئات إذا كنت تستخدم الكرات لتمثيل الذرات.
5. مغناطيس ملفوف - المغناطيسات التي هي عبارة عن ملف حلزوني من الأسلاك تسمى المغناطيسات الكهربائية ، وهي من أقوى المغناطيسات الموجودة. ومع ذلك ، فإنها تصبح مغناطيسية فقط عندما يكون هناك تيار كهربائي يتدفق عبر سلك إلى المغناطيس نفسه. يمكن تعديل قوة وقطبية المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الكهربائي بناءً على التيار الذي يمر عبر السلك. تستخدم المغناطيسات الكهربائية في الأجزاء المتحركة مثل مشغلات الأقراص المضغوطة ومشغلات DVD والنوافذ الأوتوماتيكية ومحركات الأقراص الصلبة والأبواب الأوتوماتيكية في محلات السوبر ماركت.
6. مغناطيس أسطواني أو قضيب - مغناطيس أسطواني أو قضيب له سماكة مساوية أو أكبر من قطرها. يتيح ذلك للمغناطيسات توليد مستويات عالية جدًا من المغناطيسية من مساحة قطب صغيرة نسبيًا. نظرًا لشكلها ، تعتبر هذه المغناطيسات مثالية للاستخدامات التعليمية والبحثية والتجريبية.
7. مغناطيس على شكل حلقة - معظم مغناطيسات الحلقة ممغنطة محوريًا. يقع القطبان الشمالي والجنوبي على الأسطح الدائرية المسطحة ("العلوي والسفلي"). تم تمييز المغناطيسات الحلقية الممغنطة القليلة ذات الأقطاب "اليسرى واليمنى" بشكل خاص. تشبه الحلقات الأقراص ولكنها مجوفة في المنتصف. يعني الحجم الأقل أن الحلقات ليست قوية مثل الأقراص المماثلة ، ومع ذلك ، فإن المركز المجوف يجعلها أكثر تنوعًا - حيث تنزلق الحلقات بسهولة على الأنابيب أو القضبان.
.svg)
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المغناطيس - مغناطيس مؤقت ودائم وكهربائي.
مؤقت - يمكن مغناطيس بعض سبائك الحديد والحديد بسهولة حتى عن طريق مجال مغناطيسي ضعيف. ومع ذلك ، عند إزالة المجال المغناطيسي ، يفقد الجسم مغناطيسيته تدريجياً.
دائم - الأمثلة هي ألنيكو (الألومنيوم ، سبائك النيكل والكوبالت) والفريت (مادة تشبه السيراميك مصنوعة من مزيج من أكاسيد الحديد مع النيكل أو السترونتيوم أو الكوبالت). بمجرد أن تصبح ممغنطة ، لا تفقد هذه الأجسام مغناطيسيتها بسهولة.
المغناطيسات الكهربائية - تُستخدم عندما يكون المغناطيس قويًا جدًا ضروريًا. تصنع المغناطيسات الكهربائية عن طريق وضع قلب معدني داخل ملف من الأسلاك يحمل تيارًا كهربائيًا. تنتج الكهرباء التي تمر عبر السلك مجالًا مغناطيسيًا. أثناء تدفق التيار الكهربائي ، يعمل اللب كمغناطيس قوي. أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون والمحركات الكهربائية هي مغناطيسات كهربائية.
الأنواع الشائعة من المواد التي يصنع منها المغناطيس الدائم هي السيراميك والنيكو والنيوديميوم. مغناطيس السيراميك قوي ويعمل بشكل جيد في معظم التجارب. تعتبر مغناطيسات النيكو أقوى وتعمل بشكل جيد للغاية في التجارب العلمية ، على الرغم من أنها أغلى ثمناً من مغناطيس السيراميك. مغناطيس النيوديميوم قوي للغاية بحيث يمكن لقطر نصف بوصة أن يرفع عدة أرطال من الأجسام المغناطيسية. إنها أغلى أنواع المغناطيس الثلاثة.
1. خاصية جذابة - يجذب المغناطيس المواد المغناطيسية مثل الحديد والكوبالت والنيكل.
2. خاصية طاردة - لكل مغناطيس قطب جنوبي وقطب شمالي. مثل الأقطاب المغناطيسية تنافر بعضها البعض وعلى عكس الأقطاب المغناطيسية تجذب بعضها البعض.
3. خاصية التوجيه - يشير المغناطيس المعلق بحرية دائمًا في اتجاه الشمال والجنوب.
الأرض مغناطيس كبير جدًا ، وهناك مجال مغناطيسي في كل مكان حولنا. القطبين الشمالي والجنوبي مغناطيسي للغاية. القطب الشمالي للأرض هو أيضًا قطب مغناطيسي شمالي: تشير البوصلة شمالًا نحو القطب الشمالي لأنها تنجذب بواسطة المجال المغناطيسي للأرض.
في مركز الأرض يدور لب الأرض. يتكون اللب من الحديد في الغالب. الجزء الخارجي من اللب هو الحديد السائل الذي يدور ويجعل الأرض مغناطيسًا عملاقًا. هذا هو المكان الذي نحصل فيه على أسماء القطبين الشمالي والجنوبي. هذه الأقطاب هي في الواقع الأقطاب الموجبة والسالبة للمغناطيس العملاق للأرض. هذا مفيد جدًا لنا هنا على الأرض لأنه يتيح لنا استخدام المغناطيس في البوصلات لإيجاد طريقنا والتأكد من أننا نسير في الاتجاه الصحيح. إنه مفيد أيضًا للحيوانات مثل الطيور والحيتان التي تستخدم المجال المغناطيسي للأرض للعثور على الاتجاه الصحيح عند الهجرة. لعل أهم ما يميز المجال المغناطيسي للأرض أنه يحمينا من أشعة الشمس ورياحها الشمسية.
تحتوي البوصلة على مغناطيس صغير بداخلها. يشير السهم دائمًا إلى القطب الشمالي.
.svg)
