Magnetisme eksamensnoter

Magnetisme

Der er 4 grundstoffer, der kan magnetiseres og tiltrækkes af en magnet: jern, nikkel, cobalt og gadolinium.

En magnet er en genstand lavet af en eller flere af disse stoffer, og som kan tiltrække andre genstande lavet af disse stoffer.

En magnet har to poler, en nordpol og en sydpol. To ens poler vil frastøde hinanden mens to forskellige poler vil tiltrække hinanden.

En magnet består af en masse små magneter, som alle vender samme vej. Men småmagneterne er ikke opbygget som den store magnet, men består af magnetiske domæner, som er tusindvis af svagt magnetiske atomer, hvis elektroner bevæger sig samme retning og derfor bliver magnetisk ladede. Jo flere, som bevæger sig samme vej, desto stærkere er magneten.

Magnetisering og afmagnetisering

Når man magnetiserer et stof, får man alle de magnetiske domæner til at vende samme vej, og nogle af domænerne til at slå sig sammen og bliver større.

Når man afmagnetiserer et stof, får man alle de magnetiske domæner til at ligge tilfældigt.

Man kan magnetisere en jernstang ved at stryge den med en stangmagnet eller at sende jævnstrøm gennem en spole rundt om jernstangen.

Man kan afmagnetisere jernstangen ved at føre den igennem en spole med veklselstrøm. Fordi når det er vekselstrøm, får strømmen hele tiden de små magnetiske domæners inde i magneten til at magnetens poler til at vende sine poler. Og de små magnetiske domæner inde i magneten kommer til at vende tilfældige veje, og dermed virker jernstangen umagnetisk.

Blødt jern (dvs rent jern) kan ikke laves til en permanent magnet ligesom stål. Men blødt jern kan gøres magnetisk meget lettere end stål, hvis der bare konstant er en spole med strøm i rundt om. Når strømmen lukkes bliver den bløde jernkerne straks umagnetisk igen.

En blød jernkerne, der gøres magnetisk af en spole kaldes en elektromagnet.

Elektromagneter har den egenskab, at de kun er magnetiske når strømmen er tændt, og så bliver umagnetiske, når strømmen slukkes.

En elektromagnets styrke er bestemt af antallet af amperevindinger. (Strømstyrke x vindingstal)

Det var den danske fysiker H.C. Ørsted, som opdagede elektromagnetismen. (Han viste, at der omkring en ledning med strøm er et magnetfelt.)

Når der er kræfter, som vil få en frit drejelig magnet til at stille sig i en bestemt retning, siger vi, at der findes et magnetfelt på det pågældende sted.

Den retning, hvori den frit drejelige magnets nordpol vender, angiver magnetfeltets retning.

Hvis der kun skal en lille kraft til for at dreje den drejelige magnet bort fra den retning, den peger i, er magnetfeltet svagt. Kræves der en stor kraft, er magnetfeltet stærkt.

Et kraftigt magnetfelt giver sig til kende ved, at den drejelige magnet kommer i hurtige svingninger, før den falder til ro, mens et svagt magnetfelt kun kan frembringe forholdvis langsomme svingninger.

Jorden er magnetisk, og derfor kan man anvende et kompas til at finde vej. Et kompas har en nordpol og en sydpol, som vil indstille sig efter jordens poler, og man kan orientere sig, hvor man er.

Misvisninger, altså når kompasnålen ikke peger direkte mod den geografiske pol, skyldes først og fremmest, at den magnetiske pol ikke falder sammen med den geografiske pol. Udover det kan jernholdige malme i undergrunden også påvirke kompasnålen.

Jordens poler er ombyttet over 100 gange i løbet af de sidste ca. 70 millioner år. Dette har man fundet ud af ved at se på lava, som indeholder magnetisk materiale, som indstiller sig efter jordens poler.

En ombytning tager ca. 10000 år, og foregår ved at jordens magnetfelt bliver svagere og svagere og begynder så at bygges et omvendt felt.

Uden et magnetfelt ville jorden ikke kunne afbøje elektrisk ladede partikler fra verdensrummet. Når polerne ombytter, og jordens magnetfelt er svagt rammes jorden af disse partikler, som bevirker større ændringer end normalt i dyr og menneskers arvelige egenskaber. Polvendingerne har derfor sandsynligvis haft betydning for evolutionen.

Nord- og sydlys

Nord- og sydlys opstår når elektrisk ladede partikler fra solen, også kaldet solvinde, kolliderer med atomer og molekyler i jordens atmosfære.

Nordlys opstår typisk i Grønland, Nordnorge, Island, Nordrusland (Sibirien), Alaska og Nordcanada, altså på de nordligste steder på jorden. Sydlys opstår på de sydligste områder på jorden.

Det opstår her pga. jordens magnetfelt, der styrer solvindene mod jordens polområder.