Любая движущаяся заряженная частица создает магнитное поле. Если таких частиц много и движутся они вокруг одной и той же оси, то получается магнит.

Если вы соберетесь спросить знакомого нобелевского лауреата по физике , как работает магнит, старайтесь четче формулировать свой вопрос, иначе вы сильно рискуете , я вас предупредил.

Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Электроны могут вращаться по разным орбитам, которые называют электронными уровнями. На каждом электронном уровне может находиться по два электрона, которые вращаются в разных направлениях.

Но у некоторых веществ не все электроны парные, и несколько электронов крутятся в одном и том же направлении, такие вещества называются ферромагнетиками . А поскольку электрон - как раз заряженная частица, вращающиеся вокруг атома в одну и ту же сторону электроны создают магнитное поле. Получается миниатюрный электромагнит.

Если атомы вещества расположены в произвольном порядке, как чаще всего и бывает, поля этих наномагнитов компенсируют друг друга. Но если эти магнитные поля направить в одну и ту же сторону, то они сложатся - и получится магнит.

Почему не все монеты магнитятся?

Если смешать машинное масло и тонер для лазерного принтера можно получить феррофлюид - жидкость, которая притягивается магнитом.

Как раз ферромагнетики лучше всего и притягиваются магнитом, потому что в них есть непарные вращающиеся электроны. На движущиеся заряды в магнитном поле дейтвует сила Лоренца , поэтому магнит и притягивает другие ферромагнетики.

Но не у всех металлов в атомах есть непарные электроны, сила Лоренца действует на парные электроны в противоположные стороны, поэтому они не притягиваются магнитами. Например, современные монеты 10 копеек, 50 копеек и 10 рублей магнитятся, а один, два и пять рублей не магнитятся, потому что сделаны из сплавов меди, которая не является ферромагнетиком.

В широком смысле магнит представляет собой элемент, обладающий собственным магнитным полем . Это кусок стали или железной руды с примесями алюминия, кобальта и никеля. В состав магнита входит огромное число компонентов, которые называются доменами, у каждого из которых есть южный и северный полюс. В объединенном состоянии домены образуют единую магнитную массу с множеством сориентированных полюсов. Если домены находятся в беспорядочном состоянии, то они теряют свойство притягивать железо, а их магнитная сила теряется полностью.

Благодаря специфике соединения доменов, каждый магнит имеет два полюса – южный и северный. Если магнит разрезать, то их полярность также сохранится. Всего существует три разновидности магнитов: природные, электромагниты и временные магниты. Природные магниты – это железная руда. Временные – это элементы, которые подвержены влиянию магнитного поля (гвозди, скрепки, гайки, монеты). Электромагниты — это магниты с индукционной катушкой и проводимым через нее электрическим током.

Почему магниты притягивают железо?

Каждый домен магнита представляет собой отдельный маленький магнитик микроскопического размера. При приближении к ним железа, элементы меняют свое положение и выстраиваются в своеобразный ряд. Полюсы при этом направлены в одну сторону, за счет чего создается единство магнитного поля. Элементы железа сразу вступают в контакт с доменами магнита и начинают притягиваться.

Процесс притягивания магнитом железа и других магнитов обусловлен законами физики . Домены магнита, представляющие собой электроды, обладают собственной массой и зарядом. При совпадении зарядов домены начинают передвигаться с небольшой скоростью. Элементы железа в магните и кусок чистого железа без примесей обладают сходствами в своем составе. Такой нюанс становится главной причиной притягивания электродов друг к другу.

Магнит не будет притягивать дерево, пластик или другие неметаллические материалы. Свойством упорядоченного движения и расположения электродов отличаются только сталь и железо. В силу таких факторов, единственными материалами, которые притягивает магнит, становятся сталь и железо.

Отдельный кусок стали или железа можно превратить во временный магнит . Если долго держать соединенными магнит и один из указанных элементов, то электроды в стали иди железе начнут образовывать собственное магнитное поле. Атомы при этом будут увеличивать свой размер. В течение некоторого времени способность магнититься сохранится и кусок стали или железа можно будет использовать в качестве самостоятельного магнита.

Известно, атомы и частицы в них, вращаются вокруг своей оси с большой скоростью. Рассмотрим детально это явление на одном атоме! Обратим внимание на сторону, которое вращается по часовой стрелке, то есть, сторона атома с левой стороны движется в верх, на право, затем, с верху вниз и затем внизу, с права, на лево. При этом, противоположная сторона этой частицы, вращается против часовой стрелки. Точно так же, вращаются и все другие частицы. Из предыдущих моих статей известно, что атмосфера сжимает элементарные частицы. Следовательно, если эти частицы, в результате их сжатия, соприкасаются между собой, то частицы, у которых стороны вращения совпадают,(по часовой и против часовой), эти частицы сжимаются. То есть, возникает эффект притяжения! И при этом, возникает эффект холода. А те частицы, у которых, стороны вращаются в противоположные стороны, эти частицы отталкиваются друг от друга, при этом, эти частицы увеличиваются в своем объеме, так как они, при своем взаимодействии, стремятся разрушить друг друга. То есть, при этом, в пространство выделяются частицы с большими скоростями в виде магнитных волн расширения и которые при этом, образуют эффект теплоты. Наша атмосфера состоит из этих вращающихся элементарных частиц, и которые сжимают нашу землю с четырех сторон в горизонтальной плоскости и со стороны пространства. Следовательно, эти электромагнитные потоки движутся на встречу друг другу.и по ходу своего движения вращаются по часовой стрелке. То есть, в противоположные стороны! Поэтому, достигая полюсов магнита, эти потоки сжимаются внешней силой в центре тела магнита, а затем,преодолевая центр сжатия, эти потоки магнитной энергии в сжатом виде, выходят на противоположный полюс! Следовательно, если эти полюсы соединить, то они притягиваются друг к другу, так как, их потоки у каждого, совпадают с их сторонами вращения. Если же, взять другой такой же магнит, то полюсы, у которых эти магнитные потоки вращаются, у одного по часовой, а у другого,против часовой, то есть, вращение совпадает в одном направлении, эти полюсы притягиваются. То есть, сжимаются! И на оборот, если вращение магнитного потока не совпадает, то такие полюсы отталкиваются. О том, что магниты не обладают собственной энергией, доказывается следующим: 1)Электромагнит обладает магнетизмом, если электро обмотки его полюсов, выполнены так, что вращение электротока, направлено по часовой и против часовой стрелки То есть, в противоположные стороны! 2) Постоянный магнит, если его полюсы долгое время не замкнуты между собой, это магнит теряет свои свойства магнетизма. То есть, у него теряются свойства пропускать через себя, эти магнитные потоки. Алексей Мишнев.

"У железа и похожих на него металлов есть особенная черта - связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно".

Что означают здесь выражения "связь такова", "чувствуют", "скоординировано"? Кто или что осуществляет "координацию" всех атомов данного тела? Каким образом осуществляется координация? В чем "нетаковость" связей атомов в органических веществах? Думается, в данном случае тайна магнетизма "деткам" не раскрыта.
Но, быть может, сгодится такой ответ?
Если согласиться, что каждый атом в теле "ощущает" ("чувствует") внешнее магнитное поле (ВМП) своими внешними - свободными, несвязанными - электронами и что внутренние электроны атома "не поддаются" ВМП, то выходит, что атомы реагируют на присутствие ВМП постольку, поскольку движения их несвязанных электронов во внешнем электронном слое (а они создают, кстати, собственные магнитные поля) не уравновешены движением других электронов: слой не заполнен и связи с электронами др. веществ, например кислорода-окислителя, нет. При этом в присутствии ВМП у таких веществ как железо происходит как бы резонанс в колебаниях внешних электронов всех атомов: одни и те же электроны слоя в каждом атоме занимают ближайшее положение к одному и тому же полюсу магнита в один и тот же момент времени или, можно сказать, "скоординировано". Это и делает магнетизм железа "сильным", а также и "долгим", наподобие "скоординированного" движения электронов на внутренних слоях атомов.
Соответственно, у "магнитослабых" веществ резонанс во внешних электронных слоях атомов под действием ВМП либо не происходит - движение во внешнем слое уравновешено достатком собственных либо "чужих" электронов; ВМП "бессильно" в нарушении этого электромагнитного равновесия точно по той же причине, что и для внутреннего слоя электронов в атоме,- либо резонанс внешних электронов всех атомов тела выражен "плохо", нарушается некоторой хаотичностью.
Опыт с "лягушачьим" ВМП показывает, на мой взгляд, что резонанс электронов можно организовать, если в составе тела есть подходящие, т.е. "правильно" реагирующие на ВМП, атомы. Если тело будет состоять только из атомов, внешние электронные слои которых не испытывают дефицита электронов, то такое тело не будет реагировать на ВМП от постоянного магнита.

"Если несколько атомов "настроены" так, чтобы притягиваться к магниту, то они заставят и все соседние атомы делать то же самое".

Здесь у слова "настроены" кавычки не нужны, потому что имеется в виду именно настроенный - либо естественно, либо искусственно - процесс намагничивания вещества, т.е. введения в более или менее длительный резонанс движения внешних электронов атомов, хаотичного в других условиях. А вот слово "заставят" следует поставить в кавычки. Если, конечно, у толкователя нет желания "одухотворять" атомы, вводить в изначально неживую природу некую субъективность. К тому же, не атомы "заставят", а ВМП организует внутри вещества резонансное движение внешних электронов всех его подходящих атомов. Ибо уже намагниченные атомы не сами по себе "заставят", а через создание около себя (самостоятельного) ВМП.

Когда магнит притягивает к себе металлические предметы, это кажется волшебством, но в действительности «волшебные» свойства магнитов связаны всего лишь с особой организацией их электронной структуры. Поскольку электрон, вращающийся вокруг атома, создает магнитное поле, все атомы являются маленькими магнитами; однако в большинстве веществ неупорядоченные магнитные эффекты атомов уравновешивают друг друга.

По иному дело обстоит в магнитах, атомные магнитные поля которых выстраиваются в упорядоченные области, называющиеся доменами. Каждая такая область имеет северный и южный полюс. Направление и интенсивность магнитного поля характеризуется так называемыми силовыми линиями {на рисунке показаны зеленым цветом), которые выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Чем гуще силовые линии, тем концентрированнее магнетизм. Северный полюс одного магнита притягивает южный полюс другого, в то время как два одноименных полюса отталкивают друг друга. Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. Хотя ферромагнетики и не являются естественными магнитами, их атомы перестраиваются в присутствии магнита таким образом, что у ферромагнитных тел появляются магнитные полюса.

Магнитная цепочка

Касание конца магнита к металлическим скрепкам приводит к возникновению у каждой скрепки северного и южного полюса. Эти полюса ориентируются в том же направлении, что и у магнита. Каждая скрепка стала магнитом.

Бесчисленные маленькие магнитики

Некоторые металлы имеют кристаллическую структуру, образованную атомами, сгруппированными в магнитные домены. Магнитные полюса доменов обычно имеют различное направление (красные стрелки) и не оказывают суммарного магнитного воздействия.

Образование постоянного магнита

1. Обычно магнитные домены железа ориентированы бессистемно (розовые стрелки), и естественный магнетизм металла не проявляется.
2. Если к железу приблизить магнит (розовый брусок), магнитные домены железа начинают выстраиваться вдоль магнитного поля (зеленые линии).
3. Большинство магнитных доменов железа быстро выстраивается вдоль силовых линий магнитного поля. В результате железо само становится постоянным магнитом.