Contenu
- Histoire du magnétisme
- Atomes et charge électrique
- Champs magnétiques d'atomes
- Annulation des champs
- Magnétisation
- Deux facteurs
Le magnétisme est le nom du champ de force généré par les aimants. A travers elle, les aimants attirent certains métaux à distance, les rapprochant sans cause apparente. C'est aussi le moyen par lequel les aimants se touchent. Tous les aimants ont deux pôles, appelés pôles «nord» et «sud». Comme les pôles magnétiques s’attirent, alors que, contrairement aux pôles magnétiques, se repoussent. Il existe de nombreux types d'aimants avec une grande variété de niveaux de force. Certains aimants sont à peine assez puissants pour maintenir le papier dans un réfrigérateur. D'autres sont assez forts pour soulever des voitures.
Histoire du magnétisme
Pour comprendre ce qui fait la force des aimants, vous devez comprendre quelque chose de l’histoire de la science du magnétisme. Au début du 19ème siècle, l'existence du magnétisme était bien connue, de même que l'existence de l'électricité. Celles-ci étaient généralement considérées comme deux phénomènes totalement distincts. Cependant, en 1820, le physicien Hans Christian Oersted a prouvé que les courants électriques généraient des champs magnétiques. Peu de temps après, en 1855, un autre physicien, Michael Faraday, prouva que des champs magnétiques changeants pouvaient générer des courants électriques. Ainsi, il a été démontré que l'électricité et le magnétisme font partie du même phénomène.
Atomes et charge électrique
Toute la matière est composée d'atomes et tous les atomes sont constitués de minuscules charges électriques. Au centre de chaque atome se trouve le noyau, une petite masse dense de matière avec une charge électrique positive. Autour de chaque noyau se trouve un nuage légèrement plus grand d'électrons chargés négativement, maintenu en place par l'attraction électrique du noyau des atomes.
Champs magnétiques d'atomes
Les électrons sont constamment en mouvement. Ils tournent et se déplacent autour des atomes dont ils font partie. Certains électrons se déplacent même d’un atome à l’autre. Chaque électron en mouvement est un courant électrique infime, car un courant électrique est simplement une charge électrique en mouvement. Par conséquent, comme l'a montré Oersted, chaque électron de chaque atome génère son propre minuscule champ magnétique.
Annulation des champs
Selon Kristen Coyne du Laboratoire national des champs magnétiques élevés, dans la plupart des matériaux, ces champs magnétiques minuscules pointent dans de nombreuses directions et s’annulent donc mutuellement. Les pôles nord sont presque autant que souvent près des pôles sud, et le champ magnétique net de l'objet entier est proche de zéro.
Magnétisation
Lorsque certains matériaux sont exposés à un champ magnétique externe, cette image change. Le champ magnétique externe oblige tous ces petits champs magnétiques à s'aligner. Son pôle nord pousse tous les petits pôles nord dans la même direction: à l’écart. Il attire tous les petits pôles sud magnétiques vers lui. Cela fait que les minuscules champs magnétiques à l'intérieur du matériau ajoutent leurs effets. Le résultat est un fort champ magnétique net dans l'objet dans son ensemble.
Deux facteurs
Plus le champ magnétique externe appliqué est puissant, plus l'aimantation qui en résulte est grande. C'est le premier des facteurs qui déterminent la force d'un aimant. La seconde est le type de matériau constituant l'aimant. Différents matériaux produisent des aimants de différentes forces. Ceux qui ont une perméabilité magnétique élevée (qui mesure leur réactivité aux champs magnétiques) constituent les aimants les plus puissants. Pour cette raison, le fer pur est utilisé pour fabriquer certains des aimants les plus puissants.