Magneetti

Magneettion kappale, joka luo ympärilleenmagneettikentän.

Magneetit ovat kaksinapaisia. Napoja nimitetäänS- jaN-navoiksi (engl.SouthjaNorth,etelä ja pohjoinen). Samannimiset magneetin navat hylkivät toisiaan ja erinimiset vetävät toisiaan puoleensa.^[1]

KompassineulanN-napa on se, joka osoittaa kohtipohjoista,joten itse asiassaMaanpohjoinen napa onkin S-napa. Magneetin voimakkuutta kuvaa senmagneettinen momentti.Lisäksi magneetille voidaan määritellänapavoimakkuus,joka saadaan jakamalla magneettinen momentti sen napojen välisellä etäisyydellä.

Magneetti voi ollakestomagneettitaisähkömagneetti.Kestomagneetteja voidaan valmistaateräksestä,ja ne pysyvät magneettisina hyvinkin kauan. Useimmiten käyttökelpoisen sähkömagneetin muodostavat rautainen kappale ja sen ympärillekäämiksikierrettysähköjohdin.Se tulee magneettiseksi, kun johtimessa kulkeesähkövirta,mutta virran lakattua rautasydämeen jää vain heikkoajäännösmagnetismia.Periaatteessa sähkömagneetin muodostaa jo mikä tahansa sähkövirta, joka kulkee tiettyä reittiä pitkin. Sähkövirtaa ympäröivä magneettikenttä on sitä voimakkaampi, mitä suurempi reitin läpi kulkeva sähkövirta on. Tällä tavoin ensimmäiset todisteet magnetoitumisen ja liikkuvan varauksen välisestä suhteesta löysi vuonna 1820 tanskalainen tiedemiesHans Christian Ørsted,joka havaitsi kompassineulan heilahtelun virtajohdon lähellä.^[1]

Sanan alkuperä

Sana magneetti johtuuVähässä-Aasiassa(nyk. Turkissa) sijaitsevanManisankaupungin vanhasta nimestä Magnesia ad Sipylum. Kaupungin läheisyydestä löydettiin vanhalla ajalla voimakkaasti magneettista rautamalmimineraalia,magnetiittia.^[2]Nimen on myös väitetty tulleenMagnesianalueestaThessaliassa,ja asiasta on ollut aikojen kuluessa siis erimielisyyttä.

Taivaankappaleet magneetteina

Pääartikkeli:Dynamoteoria

Auringonjaplaneettojen magneettikentätsyntyvät niiden sisällä tapahtuvista monimutkaisista sulan aineen virtauksista, jotka ovat seurauksia eri pyörimisnopeuksista eri etäisyyksillä kappaleen ytimestä. Maan magneettiset navat eivät ole tarkasti pyörimisliikkeen napojen kohdalla. Tämä onkin huomioitava esimerkiksinavigoinnissa.Lisäksi maan magneettikentän pohjoisnapa on lähellä maantieteellistä etelänapaa ja päinvastoin.^[3]

Magnetoituminen

Pääartikkeli:Magnetoituma

Hevosenkenkämagneetti

Herkästi magnetoituvia aineita ovatferromagneettisetjaferrimagneettisetaineet. Tunnetuin niistä onrauta,mutta myösnikkeli,kobolttisekä eräätmaametallien yhdisteetovat ferromagneettisia huoneenlämmössä. Lisäksi luonnossa esiintyy joitain ferrimagneettisia yhdisteitä. Sellaisia ovat muun muassa eräät rautapitoisetmalmit,kutenmagnetiitti.

Magneettikenttä muodostuu magneetissa, kun malmin yksittäistenatomien magneettiset momentitjärjestäytyvät samansuuntaisesti esimerkiksi ulkoisen magneettikentän ohjaamina. Magneettisesta malmista voidaan tulkita sen syntyaika ja -paikka sekä magneettikentän suunta.

Toisin sanoen ferromagneettiset kappaleet magnetoituvat toisen magneetin lähellä. Ns.magneettisesti kovissaaineissa, kuten teräksessä, näin aikaansaatu magneettisuus on pysyvää,magneettisesti pehmeissäaineissa se taas heikkenee nopeasti, kun ulkoinen magneettikenttä on poistettu. Magneettisuus voidaan poistaa esimerkiksi lämmittämällä tai kuumentamalla sitä, jolloin siitä tuleeparamagneettinen.

Sovelluksia

Magnetismillaon keskeinen merkitys modernissa, pitkältisähkönhyödyntämiseen perustavassa yhteiskunnassa, sillä magneettiset ilmiöt liittyvät kiinteästivaraukseenjasähkövirtaan.

Magneetteja käytetään yleisesti hyödyksi monissa erilaisissa jokapäiväisissä esineissä. Eräs kaikkein yksinkertaisin, mutta samalla historiallisesti varsin merkittävä magneetin sovellus onkompassi.Muita jokapäiväisiä sovelluksia ovat esimerkiksisähkögeneraattorit,sähkömoottorit,muuntajat,kaiuttimetja erilaiset magneettiset tiedontallenteet kutenkiintolevyt,C-kasetitjaVHS-kasetit.Näin ollen myös sellaiset yhteiskunnan toiminnot kutenenergiantuotantoja -siirto,viestintäjatietotekniikkaperustuvat magneettisiin ilmiöihin.^lähde?

Myös lääketiede hyödyntää magneettisia ilmiöitämagneettikuvauksessa.

Yksinapainen magneetti

Vuonna 2014 julkaistiin tieto, että tutkimusryhmä oli onnistunut luomaan synteettisen yksinapaisen magneetin elimagneettisen monopolin.Koe toteutettiinAalto-yliopistontekniikan tohtorinMikko Möttösenkehittämällä menetelmällä yhdysvaltalaisessaAmhearst Collegessa,ja tulokset mallinnettiin Aalto-yliopistossa. Luonnollisen yksinapaisen magneetin avulla voitaisiin luoda todella voimakkaita magneettikenttiä, joita tarvitaan muun muassafuusiovoimaloissa.Nykyisin niiden luomiseen tarvitaan runsaasti sähköä.^[4]

Katso myös

Lähteet

Chamber's Encyclopedia, 1891: Magnesia and Magnetism
Language Hat blog on Magnet, May 28, 2005. Retrieved Jan 3, 2011

Viitteet

↑^a ^bYoung & Freedman:” 27.1”,University Physics with Modern Physics, 11. painos,s. 1020. Pearson, 2004.ISBN 0-321-20469-7(englanniksi)
↑Van Laack:A Better History of our World, Vol.1, the Universe, Volume 1,s. 160. BoD, 2001.ISBN 9783831114900 Teoksen verkkoversio(viitattu 10.5.2013).(englanniksi)
↑Maan magneettikentän pohjoisnapafmi.fi.Arkistoitu7.10.2008. Viitattu 8.7.2010.
↑Teemu Hallamaa:Suomalaistutkija löysi kauan etsityn yksinapaisen magneetinYlen uutiset.29.1.2014. Viitattu 30.1.2014.

Kirjallisuutta

Livingston, James D.:Käyttövoima: Magneettien luonnollinen magia.((Driving force, the natural magic of magnets, 1996.) Suomentanut Kimmo Pietiläinen) Helsinki: Terra Cognita, 1997.ISBN 952-5202-06-2

Aiheesta muualla

[freedman-1] Young & Freedman:” 27.1”,University Physics with Modern Physics, 11. painos,s. 1020. Pearson, 2004.ISBN 0-321-20469-7(englanniksi)

[2] Van Laack:A Better History of our World, Vol.1, the Universe, Volume 1,s. 160. BoD, 2001.ISBN 9783831114900 Teoksen verkkoversio(viitattu 10.5.2013).(englanniksi)

[3] Maan magneettikentän pohjoisnapafmi.fi.Arkistoitu7.10.2008. Viitattu 8.7.2010.

[4] Teemu Hallamaa:Suomalaistutkija löysi kauan etsityn yksinapaisen magneetinYlen uutiset.29.1.2014. Viitattu 30.1.2014.

[1]

[2]

[3]

[4]