Magnétisme

Le magnétisme est généralement compris comme un phénomène naturel par lequel certains matériaux sont capables d'attirer le fer; c'est une force physique invisible qui agit sur la matière. Dans le domaine de la physique, le terme résume tous les domaines d'étude des aimants et des champs magnétiques. Par conséquent, la recherche sur le magnétisme examine les propriétés des aimants (par exemple l'attraction ou la répulsion) et les phénomènes qui leur sont associés. Tesla est l'unité de mesure utilisée dans ce domaine.

Première introduction au magnétisme

Un aimant a essentiellement deux pôles: le pôle nord (généralement représenté en rouge) et le pôle sud (généralement en bleu). En dehors de l'aimant, les lignes de champ vont toujours du pôle Nord au pôle Sud, uniquement en trois dimensions. Un objet doit se trouver dans ce champ pour que l'aimant puisse l'influencer. Les différents domaines de la physique examinent différents types de magnétisme, notamment:

  • Magnétite (manifestation du magnétisme dans la nature)
  • Aimants permanents ou permanents (par exemple aimants en barre)
  • Aimants temporaires
  • électroaimants

L'oxyde de fer, le samarium, le cobalt et le néodyme sont généralement utilisés pour créer des aimants permanents. Les électroaimants sont principalement constitués de bobines de cuivre. Aujourd'hui, il est possible de fabriquer artificiellement des électroaimants extrêmement puissants. Les problèmes de surchauffe qui peuvent résulter du magnétisme peuvent être évités à l'aide de supraconducteurs.

Formes de magnétisme en physique

Il existe trois catégories pour décrire les propriétés magnétiques des matériaux individuels:

  • diamagnétisme: Le tissu n'a pas d'effet magnétique et est même légèrement repoussé.
  • Paramagnétisme: Le tissu n'est que légèrement attiré.
  • ferromagnétisme: Le tissu est très attrayant.

Les aimants n'agissent que sur certaines matières premières, plus précisément sur les matériaux ferromagnétiques tels que:

  • fer
  • acier
  • nickel
  • cobalt

Si un ferromagnet non magnétisé entre en contact avec un champ externe et que celui-ci s'éteint, le ferromagnet maintient une aimantation positive ou négative. Dans ce cas, le magnétisme provoque une soi-disant hystérésis (changement d'effet après inversion de la cause). La magnétisation négative ou positive qui subsiste pendant ce processus est également appelée magnétisme rétentif en physique.

Applications du magnétisme dans la vie quotidienne

Aujourd'hui, le magnétisme n'est pas seulement omniprésent en physique. Dans la vie de tous les jours, nous sommes maintenant entourés d'aimants, parfois même inconsciemment. On les retrouve dans:

  • véhicules à moteur
  • disques durs
  • Transformateurs de courant
  • Équipement de chantier

Des champs magnétiques puissants permettent la recherche de matière au niveau atomique. Par exemple, les médecins utilisent l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour examiner les organes internes et les structures tissulaires. De plus, les forces magnétiques peuvent être converties en forces électriques et vice versa. Alors que la position des électrons affecte les propriétés magnétiques d'un matériau, le mouvement des électrons génère à son tour de l'électricité. Par conséquent, le magnétisme joue également un rôle important dans le domaine de l'électrotechnique. Par exemple, les ingénieurs ont utilisé la lévitation magnétique pour construire des trains à grande vitesse tels que le train à lévitation magnétique Transrapid.

En tant que domaine de recherche de la physique, le magnétisme fournit également des explications sur la façon dont les planètes se déplacent dans l'espace. En principe, notre terre est un énorme aimant: elle a un pôle nord et un pôle sud et est entourée d'un champ magnétique terrestre naturel. Cela explique pourquoi une aiguille de boussole pointe toujours vers le nord.