1. Magnetische Domänen:
* Alle ferromagnetischen Materialien (wie Eisen, die die Hauptkomponente der meisten Nägel sind) bestehen aus winzigen Regionen, die als magnetische Domänen bezeichnet werden.
* Jede Domäne wirkt wie ein winziger Magnet mit einem eigenen Nord- und Südpol.
* In einem unmagnetisierten Nagel sind diese Domänen zufällig ausgerichtet. Die von jeder Domänen erzeugten Magnetfeldern stornieren sich gegenseitig, was zu keinem Gesamtmagnetfeld führt.
2. Der Prozess der Magnetisierung:
Um einen Nagel zu magnetisieren, müssen Sie diese zufällig orientierten Domänen ausrichten:
* Stroke -Methode: Die häufigste Methode besteht darin, den Nagel wiederholt mit einem starken Magneten zu streicheln, immer in *gleicher Richtung *.
* Warum es funktioniert: Jeder Hub des Magneten tritt ein externes Magnetfeld an. Dieses Feld übt eine Kraft auf die magnetischen Domänen im Nagel aus und ermutigt sie, sich mit dem Feld auszurichten.
* Richtung ist Schlüssel: Das Streicheln in eine Richtung ist entscheidend, da es die Domänen in dieser Richtung bevorzugt ausrichtet. Hin und Her zu streicheln würde sie neigen, um sie wieder zu randomisieren.
* Elektromagnet -Methode: Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Drahtspule um den Nagel zu wickeln und einen elektrischen Strom durch den Draht zu bringen. Dies schafft ein starkes Magnetfeld innerhalb der Spule.
* Warum es funktioniert: Das vom Strom erzeugte Magnetfeld richtet die Domänen im Nagel aus. Je stärker der Strom, desto stärker ist das Magnetfeld und desto vollständiger die Domänen richten sich.
3. Was passiert mit den Domains:
* Wenn Sie den Nagel mit dem Magneten streicheln (oder Strom durch die Spule gehen), neigen die magnetischen Domänen, die bereits etwas mit dem äußeren Feld ausgerichtet sind, dazu, zu wachsen. Domänen, die falsch ausgerichtet sind, neigen dazu, zu schrumpfen.
* Schließlich richten eine signifikante Anzahl von Domänen in die gleiche Richtung. Diese Ausrichtung erzeugt ein Netzmagnetfeld, das den Nagel in einen Magneten verwandelt.
4. Vorübergehende vs. dauerhafte Magnetisierung:
* Temporärer Magnet: Ein durch Streichung oder Verwendung eines schwacher Elektromagnets magnetisiertes Nagel ist typischerweise ein temporärer Magnet. Wenn das externe Magnetfeld entfernt wird (Sie stoppen das Streicheln oder schalten den Strom aus), werden einige der Domänen aufgrund von Wärmeenergie (Wärme) zu ihren zufälligen Orientierungen zurückkehren. Der Nagel verliert einen Großteil seines Magnetismus. Weicheisen ist leicht magnetisiert, aber auch leicht entmagnetisiert.
* Permanenter Magnet: Ein Material mit starker Koerzivität (Widerstand gegen Entmagnetisierung) wird seinen Magnetismus viel besser behalten. Das Verhärten des Eisens (durch Hinzufügen von Kohlenstoff, um beispielsweise Stahl oder durch Wärmebehandlungen zu machen) erhöht seine Zwangssteigerung. Stärkere externe Magnetfelder und die Aufrechterhaltung einer niedrigeren Temperatur tragen auch dazu bei, einen dauerhafteren Magneten zu erzeugen.
Zusammenfassend:
Bei der Magnetisierung eines Nagels geht es darum, die winzigen magnetischen Domänen im Nagelmaterial auszurichten. Dies wird erreicht, indem der Nagel einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird, wodurch die Domänen die Ausrichtung auf das Feld bevorzugen. Je mehr Domänen ausgerichtet sind, desto stärker der resultierende Magnet. Wie lange der Nagel seinen Magnetismus beibehält, hängt von den Eigenschaften des Materials (wie Koerzivität) und der Stärke des angelegten Magnetfelds ab.