1. Magnetiska domäner:
* Alla ferromagnetiska material (som järn, som är den primära komponenten i de flesta naglar) består av små regioner som kallas magnetiska domäner.
* Varje domän fungerar som en liten magnet, med sin egen nord- och sydpol.
* I en omagnetiserad nagel är dessa domäner slumpmässigt orienterade. De magnetiska fälten som produceras av varje domän avbryter varandra, vilket resulterar i inget övergripande magnetfält.
2. Magnetiseringsprocessen:
För att magnetisera en nagel måste du anpassa dessa slumpmässigt orienterade domäner:
* slagmetod: Den vanligaste metoden innebär att upprepade gånger strök nageln med en stark magnet, alltid i *samma riktning *.
* Varför det fungerar: Varje slag i magneten tillämpar ett yttre magnetfält. Detta fält utövar en kraft på de magnetiska domänerna i nageln och uppmuntrar dem att anpassa sig till fältet.
* Riktning är nyckeln: Att stryka i en riktning är avgörande eftersom det företrädesvis anpassar domänerna i den riktningen. Att stryka fram och tillbaka tenderar att randomisera dem igen.
* elektromagnetmetod: Ett annat sätt är att linda in en trådspole runt nageln och passera en elektrisk ström genom tråden. Detta skapar ett starkt magnetfält inuti spolen.
* Varför det fungerar: Magnetfältet som genereras av strömmen justerar domänerna i nageln. Ju starkare strömmen, desto starkare magnetfältet och desto mer fullständigt är domänerna i linje.
3. Vad händer med domänerna:
* När du stryker nageln med magneten (eller passerar ström genom spolen) tenderar de magnetiska domänerna som redan är något anpassade till det yttre fältet att växa. Domäner som är felanpassade tenderar att krympa.
* Så småningom anpassas ett betydande antal domäner i samma riktning. Denna inriktning skapar ett nettomagnetfält och förvandlar nageln till en magnet.
4. Tillfällig kontra permanent magnetisering:
* Tillfällig magnet: En nagel magnetiserad genom att stryka eller använda en svag elektromagnet är vanligtvis en tillfällig magnet. När det yttre magnetfältet tas bort (du slutar stryka eller stänga av strömmen) kommer några av domänerna att återgå till deras slumpmässiga orienteringar på grund av termisk energi (värme). Nageln förlorar mycket av sin magnetism. Mjukt järn är lätt magnetiserat men avmagnetiseras också lätt.
* Permanent magnet: Ett material med stark tvång (motstånd mot demagnetisering) kommer att behålla sin magnetism mycket bättre. Att härda järnet (genom att tillsätta kol för att tillverka stål, till exempel eller genom värmebehandlingar) ökar dess tvång. Starkare yttre magnetfält och underhåll av en lägre temperatur hjälper också till att skapa en mer permanent magnet.
Sammanfattningsvis:
Magnetisering av en nagel handlar om att anpassa de små magnetiska domänerna i nagelmaterialet. Detta uppnås genom att utsätta nageln för ett yttre magnetfält, vilket får domänerna att gynna anpassning till fältet. Ju fler domäner som är inriktade, desto starkare är den resulterande magneten. Hur länge nageln behåller sin magnetism beror på materialets egenskaper (som tvång) och styrkan hos det applicerade magnetfältet.