11. april 2014

Magnetstyrke

Natur og kultur

Jeg kunne godt tænke mig at få at vide, hvordan en magnet sidder fast på køleskabet? Spørger Maximilian Lehn-Hededal på 4 år.

Jeg har tænkt en del over dit spørgsmål. Faktisk så længe, at jeg vil tro, at du nu er 5 år gammel. Det er nemlig også et spørgsmål, som det ikke er så let at svare på. Vi skal over i en del af naturvidenskaben, hvor tingene kan gå hen og blive ret mystiske.

Alt det, vi er omgivet af, er opbygget af atomer, en slags småbitte byggeklodser, der kan sættes sammen på mange forskellige måder, så de danner fx vand, træ, sukker og millioner af andre ting, også magneter. Men vi skal længere ind. Vi skal have fat i de allermindste dele, som atomerne er opbygget af, og de har det med at opføre sig temmelig besynderligt.

De fleste køleskabsmagneter er opbygget af jernatomer, og det er dem, der er magnetiske. Der er rigtig mange jernatomer i en magnet. I et enkelt gram jern, og det fylder ikke ret meget, er der 10000000000000000000000 atomer (22 nuller!). Hvert jernatom har en kerne, som er omgivet af en sky af meget små partikler, man kalder elektroner, og det er dem, der gør jern magnetisk.

Nu er vi virkelig nede i småtingsafdelingen. Elektronerne udgør mindre end en tusindedel af jernatomet, men de har fart på. Og det er mens de fiser rundt om kernen, at de gør jernet magnetisk. Elektroner har det med at finde sammen to og to, men en gang i mellem sidder de alene tilbage i deres bane. Jern og nogle få andre atomer som fx kobolt og nikkel har flere ensomme elektroner, og tilsammen gør de atomerne magnetiske.

Hvorfor og hvordan det sker, kan man ikke sådan lige forstå eller forklare, men det skyldes de fysiske spilleregler, der findes blandt de allermindste byggesten i Universet: Atomer med ensomme elektroner­ og helst flere af dem ­er magnetiske og kan tiltrække eller frastøde hinanden.

I princippet er hvert eneste jernatom altså en lillebitte magnet. I en køleskabsmagnet har man sørget for, at alle de små magneter af jernatomer peger i den samme retning, på den måde bliver den særlig stærk. Det er derfor, du kan sætte en magnet op på køleskabsdøren ­ hvis den altså selv er lavet af et magnetisk materiale. Eller rettere, hvis den er lavet af noget, som er tilpas magnetisk. Det er kun ganske få stoffer, som er stærkt magnetiske. Mange stoffer er svagt magnetiske, og nogle stoffer frastødes simpelthen af magneter, det gælder fx vand.