Hjälp med uppgift om magnetism
Jag behöver hjälp med att förstå några svar på vissa frågor:
Förklara hur en järnspik påverkas av ett yttre magnetfält
På vilket sätt påverkar den yttre magnetfältet järnspiken? I min bok står det att ”… järn, kobolt, nickel och legeringar där dessa ämnen ingår kallas för ferromagnetiska ämnen, där alla är små magneter i storleksordningen mikrometer, där de är hårt kopplade till varandra och är alla riktade åt samma håll.”
Det jag uppfattar ifrån uppgiften är att råämnen som järn kan bli magnetiserade genom att de små magneterna (domän?) som finns inom järnet kan få en särskild riktning när den hamnar i ett magnetfält som har sin särskilda riktning?
Om man tar först en stavmagnet och låter spikhuvudet vila mot dess nordända, och sedan för spikhuvudet mot gemet. Vad händer då? Vad händer om man upprepar detta men låter spikhuvudet vila mot stavmagnetens sydända i stället?
Jag fattar inte vad det här svaret betyder, attraherar magnetens sydända spikhuvudet på grund av att spikhuvudet har blivit magnetiserad genom att den har vilat mot stavmagnetens nordända? Skulle uppskatta en förklaring på detta.
c) Kan man utnyttja dessa egenskaper som du observerat hos järnspiken? Nämn någon eller några tillämpningar.
Kan någon förklara varför en kärna av järn som består av ett ferromagnetiskt ämne förstärker magnetfältet och man får en starkare motor? Definitionen som jag har i huvudet av elektromagnet är att det består av en kärna av ett ferromagnetiskt ämne som är lindat med elektriskt ledande trådar. Men när man säger att en elektromagnet som kan lyfta bilar, då fattar jag inte vad man pratar om specifikt.
Några tankar:
Det yttre magnetfältet är det som genereras av en magnet i området, vanligtvis en permanentmagnet. Men om det finns ett yttre magnetfält, vilket är det inre? Skulle det vara magneten och fältet den genererar?
I grund och botten tror jag det är fråga om vad som händer inuti järnet för att plötsligt ge det egenskaperna hos en magnet när det inte hade dem tidigare.
Jag tror det dessa "domänerna" är, är oparade elektronerna i metallatomerna. Ett ferromagnetiskt ämne som hamnar i ett befintligt magnetfält leder till att dess oparade elektroner kommer att anpassa sig till fältet, snarare än att vara slumpmässigt orienterade. Järnet kommer således att förvärva magnetism.
Eftersom det är ferromagnetiskt, kommer järnet då att behålla magnetismen efter att det tagits bort från fältet.
Så, i uppgift 1c): Vi vet att elektronerna går ut ifrån norra änden, och tillbaka in i södra änden, där järnspiken kan hjälpa till med processen. En omagnetiserad spik kommer att attraheras till vardera änden av en magnet, eftersom båda ändar kommer att polarisera elektronerna i järnet. Sedan när den är i kontakt kommer järnspiken att dra till sig ett gem, eftersom spiken nu är en magnet. När spikhuvudet vilar mot den norra änden, blir spikhuvudet den södra änden av den nya spikmagneten. När spikhuvudet vilar mot den södra änden av magneten, blir domänerna riktade åt andra hållet, och spikhuvudet blir norra änden av den nya spikmagneten. Spiken drar hur som helst nu till sig ett gem. I alla fall del c) handlar om att spikhuvudet vilar mot den södra änden, och svaret talar om att det vilar mot den norra änden, så svaret verkar inte vara relaterat till frågan.
Genom att föra spikhuvudet nära den norra änden, ändrades riktningen av domänerna i spiken, och gjorde spiken till en tillfällig magnet med spikhuvudet som sydpol, så nu kommer spikhuvudet att attraheras till magnetens nordpol (och punkten till stavmagnetens sydpol).
Spiken kommer att behålla sin magnetism från att vara i kontakt med den norra änden ett tag, men inte för alltid. Om man snabbt rör den mot magnetens sydpol, kommer den att stöta bort. Men om man väntar, kommer spiken gradvis att förlora sin magnetism, och senare återmagnetiseras när den förs nära sydpolen.
