Magnetisme

Billedet til venstre taget d. 30 maj 2001 i Højene Skoles fysiklokale er et af de almindeligste billeder af magnetisme. Vi ser en stang-magnet der ligger mellem 2 bøger - ovenpå igen er der anbragt et A4 papir, og på det hele er der så drysset nogle jernspåner. Disse jernspåner giver et billede, omend lidt falsk, af det vi fysiklærere ynder at kalde et magnetfelt. Jernspånerne er kraftigst ved enderne, det er et tegn på at magneten er stærkest der. Der er den karakteristiske buede form af linier omkring magneten, og det er vigtigt at fastholde at magnetens kræfter har en 3D-virkning, virker altså ikke kun i et plan. I øvrigt kan sådanne magnetforsøg varieres i næsten det uendelige: med U-Magneter, tiltrækkende og frastødende magneter, og alle vil de - lidt omhyggeligt udført give smukke billeder af feltlinierne. De kan også tegnes vha. små magnetnåle, som nedenfor her:

Der er en bivirkning ved ovenstående forsøg, og det er at man kan få det indtryk at magnetens feltlinier dannes sådan lidt i spring. Men da magneten omkring sig har et felt, lige meget hvor man er, altså IKKE i spring, så sker der det at de små jernspåner man drysser på også er magnetiske.
Det medfører i bund og grund at de kommer til at frastøde hinanden, derfor dannes linierne altså.
Billedet til højre viser feltlinierne i en beholder med en tyktflydende væske, jernspåner og endelig en magnet i midten. Feltlinierne og polerne ses tydeligt.
Og polerne? Noget af forklaringen fremgår af nedenstående billede:

Billedet herover viser en lille bitte magnet nål anbragt på et drejeligt ophæng. Denne grønne pil peger altid mod Nord, man siger det er magnetens nordpol. S - står for syd og er magnetens Sydpol. Flere poler er der ikke.
Selvom der er nogle (engelske) betegnelser for andre verdenshjørner, er det altså på selve skiven, ikke på magneten. Anordningen herover kaldes et kompas og kan bruges til at navigere med - det vil sige at finde vej.
Man har vedtaget at den del af en magnet der peger mod geografisk nord er magnetens nordpol.
Og der gælder den særlige regel:
2 ens poler frastøder hinanden og
2 forskellige poler tiltrækker hinanden.
Følgelig må der tæt ved den geografiske nord ligge en magnetisk syd og i øvrigt omvendt.
Om jordens magnetisme: læs senere
Det kan ses på billederne til højre og nedenunder:
Nedenunder er de 2 magneter anbragt på sandpapir således de ikke glider. Og med lidt held kan det altså lykkes. Nydeligt eksempel på frastødning:

Her er der så sat en magnetisk skruetrækker hen,spidsen der tiltrækker tydeligt magnetens sydpol. Idet magneten vender præcis som billedet skråt oppe til venstre.

De magneter vi laver mange forsøg med i skolen er mage til de du ser til venstre. De kaldes også Alnico magneter, ganske enkelt efter de stoffer der er i dem.

Al (Aluminium), Ni (Nikkel) og Co (Cobalt). De to sidstnævnte er de magnetiske stoffer. Et tredje almindeligt magnestisk stof er Fe ~ jern. Der  dog også er i vores magneter.
Stærke permanente magneter kan laves af bl.a. Neodym. Så laver man en legering med Fe og B. Disse magneter kan blive utroligt stærke, samtidigt med de kan laves små. Centrallåsen i biler kan f.eks. være lavet af Nd - magneter. Disse magneter kan dog miste deres magnetisme ved allerede 80-90 grader C.

Et søm, en skruetrækker, saks eller et eller andet der er lavet af et magnetisk materiale, kan selv laves til en magnet. Dette kan ske efter metoden til højre. Magnetens N-pol fører og danner de småmagneter sømmet består af i en bestemt orden således det samlede resultat bliver som beskrevet på tegningen lige til højre.
Det magnetiske søm kan miste sine magnetiske egenskaber ved følgende metoder:
Det kan slås på
Det kan varmes op
Endelig kan det trækkes gennem en spole med veksel-strøm. Denne spoles konstant skiftende magnetfelt retning forvirrer småmagneterne så meget at der opstår uorden. Det er også princippet ved de 2 øvrige metoder.

Tegning fra Andreas Kryger

Et meget populært forsøg ses herunder:

Fidusen ved forsøget til venstre er at magnetens feltlinier sørger for at "gå i clipsen". Hvis man sætter en plade af plastic, et stykke papir, en messingplade bliver clipsen stadigvæk siddende. Men sætter man der imod et stykke af et magnetisk stof - i vores tilfælde - Ni eller Fe, vil disse plader sprede feltlinierne ind i sig selv, således der ikke er feltlinier der rammer clipsen. Følgelig vil clipsen vælte/ramme bordet. Man kan lidt spøgefuldt sige det er de magnetiske stoffer der svækker magnetismen.

Der kan skrives uendelig meget om magneter. Men en vigtig ting er : de har en evne til at påvirke en strømførende ledning. Det kan gøres på mange måder, lige fra lametta strimlen der fører strøm til det vi ser på billedet. Det er en opstilling der hedder Pohls gynge. Og viser i al sin enkelhed at en strømførende ledning ~strøm af elektroner kan afbøjes i et magnetfelt. Magnetfeltet der går fra Nord til Syd (fra den røde Pol til den hvide Pol) påvirker ledningen hvor strømmen går i en retning fra den der tættest på dig som læser (+) videre igennem metalstangen tilbage til strømforsyningens minus.
Det er der en regel for: lillefingerreglen. Og der skal du bare tage din højre hånd, feltlinierne ned i håndfladen, fingerspidserne i strømmens retning og vupti: ledningen afbøjes mod lillefingersiden. Prøv selv ved at kigge nøje på billedet.
Dette princip kan bla. udnyttes til måleapparater.