المغناطيس
قام الإنسان باكتشاف نوعٍ من الصخور السوداء التي تتمتع بقدرة فريدة على جذب قطع الحديد الصغيرة المحيطة بها. مع تقدم التكنولوجيا والأدوات، تمكن العلماء من فهم خصائص هذه الصخور وأطلقوا عليها اسم “المغناطيس”. وقد تم استخدام المغناطيس في العديد من التطبيقات اليومية، من بينها البوصلة لتحديد الاتجاهات ومعرفة اتجاه الشمال، بالإضافة إلى استخداماته في مجال النجارة والحدادة وغيرها.
المواد القابلة للجذب المغناطيسي
يقوم المغناطيس بجذب بعض المواد، غالباً ما تكون مصنوعة من الحديد أو الكوبالت أو النيكل أو الكروم أو المنغنيز أو الجادولينيوم، في حين أنه لا يؤثر على مواد مثل الزجاج والنحاس والخشب.
أنواع المغانط
يمكن تقسيم المغانط إلى نوعين: المغناطيس الطبيعي والمغناطيس الصناعي. يتميز المغناطيس الصناعي بقدرته على التحكم في الشكل والحجم وفقاً للاحتياجات والمكان الذي سيستخدم فيه، بالإضافة إلى التحكم في القوة المغناطيسية التي يمتلكها، حيث أن بعض التطبيقات لا تتطلب قوة جذب كبيرة.
المغناطيس الطبيعي
المغناطيس الطبيعي هو معدن موجود في الطبيعة بشكلٍ حر، يتم تمثيله وفقاً لمكوناته الكيميائية كالتالي: Fe3O4، ويطلق عليه اسم “الماجنتايت” أو “أكسيد الحديد المغناطيسي”. لديه قدرة على جذب بعض المواد الطبيعية مثل الحديد والكوبالت. إذا تم تعليقه بخيط وتركه يتحرك بحرية، سيتجه نحو الجنوب أو الشمال بفضل تأثير القطبين الشمالي والجنوبي للأرض. يتميز هذا النوع من المغانط بعدم امتلاكه لشكل أو قوة محددة في جذب الأجسام، كما أنه من الصعب تشكيله أو ضغطه، مما دفع العلماء للبحث عن بدائل ذات خصائص مشابهة.
المغناطيس الصناعي
هذا النوع من المغناطيس يتم تصنيعه من الصلب أو إحدى سبائك الحديد. يتم تشكيله وفقاً للرغبة، ثم يتم مغنطته للحصول على خصائص المغناطيس. يتم تصنيعه عبر:
- صهر الحديد وصبه في قوالب محددة، ثم وضعها تحت تأثير مجال مغناطيسي قوي لتشكيل ثنائيات الأقطاب في الحديد، مما يؤدي إلى تكوين مغناطيس كامل.
- الدلك؛ حيث يتم دلك قطعة من الحديد بقضيب مغناطيسي في اتجاه واحد، مما يؤدي إلى تنظيم الثنائيات مؤقتاً.
- المغناطيس الكهربائي؛ حيث يتم لف سلك موصل ومعزول حول قضيب من الحديد، مع مرور تيار كهربائي عبر السلك ليكتسب الحديد الخصائص المغناطيسية.
خصائص المغناطيس
- عند ربط المغناطيس بخيط وتركه يتحرك بحرية، سيتجه نحو الشمال المغناطيسي والجنوب المغناطيسي للأرض، وينطبق اتجاهه على خط الزوال المغناطيسي.
- يمتلك المغناطيس قطبين دائماً، أحدهما شمالي والآخر جنوبي، بغض النظر عن حجمه.
- تكون قوة المغناطيس عند الأطراف في أوجها، لكنها تضعف عند الاقتراب من المنتصف.
- الأقطاب المتشابهة في مغانط مختلفة تتنافر، بينما تتجاذب الأقطاب المختلفة.
- يفقد المغناطيس خصائصه بمجرد تعرضه للحرارة أو الكهرباء أو الطرق الشديد.