دليل شامل عن المغناطيس: أشكاله، استخداماته، واكتشافاته

ما هو المغناطيس

يُعرف المغناطيس بأنّه معدن يمتلك القدرة على إنتاج مجال حوله يسمى بالمجال المغناطيسي ويستطيع أن يجذب معدن الحديد، وفي نهاية القرن التاسع عشر تمت دراسة لجميع المعادن ليتم التعرف على تلك التي تحتوي الخصائص المغناطيسية، وكانت النتيجة أنّ ثلاثة عناصر فقط وهي الحديد، النيكل، والكوبالت تمتلك خصائص مغناطيسية وبالتالي يمكن أن تصبح مغناطيس على عكس مادة الكروم والتي تفقد تلك الخصائص بعد عملية المغنطة.¹

ما هو المجال المغناطيسي

يمثل المجال المغناطيسي حقل من القوة التي تنشأ حول مغناطيس أو سلك يسري به تيار كهربائي، ويمكن تمثيله بخطوط تخرج من القطب الشمالي للمغناطيس وتتجه إلى القطب الجنوبي، كما تعتمد قوة المجال المغناطيسي على حجم المغناطيس أو شدة التيار الكهربائي المار بالسلك، بحيث يعبر حجم خطوط المجال وكثافتها عن شدته، إذ تكون تلك الخطوط صغيرة ومزدحمة في حالك تكون مجال قوي وكبيرة ومتفرقة عندما يكون المجال قوي، ويمكن التعبير عنها رياضياً بالمتجهات بسبب امتلاكها لإتجاه وحجم أيضاً.²

أشكال المغناطيس

يمكن تصنيف المغناطيس إلى أكثر من نوع بناءاً على مصدرها وطريقة حصولها على الخصائص المغناطيسية، فمنها ما هو دائم المغناطيسية ومنها ما هو مؤقت، ومنها ما ينتج من جراء مرور تيار كهربائي داخل سلك، وفيما يلي أشكال وتصنيفات المغناطيس³:-

• المغناطيس الدائم: وهو مغناطيس يحتفظ بخصائصه المغناطيسية بعد عملية المغنطقة ويقسم إلى أربعة أقسام:-
  • نيوميوم حديد بورون: وهو مغناطيس نادر الوجود يتكون بشكل طبيعي في الأرض ويمتلك قوة مغناطيسية كبيرة.
  • ساماريوم كوبالت: يمتلك قوة مغناطيسية كبيرة ويتحمل درجات الحرارة العالية والتي تصل غلى ما يقارب 300 درجة مئوية.
  • ألنيكو: هو مغناطيسي يتكون من الألمنيوم والنيكل والكوبالت وهي السبب بتسميته بذلك الأسم.
  • الفريت: ويتكون من أكسيد الحديد الملبد وكربونات الباريوم أو السترونتيوم، ويمتاز بتكلفة إنتاجه المنخفضة، وهو أكثر أنواع المغناطيس شهرة.
• المغناطيس المؤقت: وعو عبارة عن مادة تتصرف كالمغناطيس عند تواجدها داخل مجال مغناطيسي.
• المغناطيس الكهربائي: وينتج عن تمرير تيار كهربائي داخل ملف أسلاك مما يؤدي إلى إنتاج مجال مغناطيسي.

استخدامات المغناطيس

يستخدم المغناطيس في الكثير من التطبيقات في الحياة اليومية مثل⁴:-

• المحركات.
• بطاقات الائتمان.
• الألعاب.
• السماعات ومكبرات الصوت.
• المجالات الطبية.⁵
• معظم الأجهزة الكهربائية.