Magnetisme - wat is het?

magnetisme Voor kinderen in het bijzonder, maar ook voor veel volwassenen, behoren zij tot de meest fascinerende dingen die de natuurkunde te bieden heeft: Magneten. Het mooie is dat de kracht erachter, de MagnetismeOok in het dagelijks leven kan op veel plaatsen magnetisme worden waargenomen. Maar wat is magnetisme in de eerste plaats, hoe komt het fysiek tot stand en wat kan ermee gedaan worden? We willen precies dit fenomeen hier tot op de bodem uitzoeken.

Allereerst moeten we een aantal termen van elkaar onderscheiden en wat concreter maken: Als we het over magneten en magnetisme hebben, begrijpen veel mensen het in hun dagelijks leven uitsluitend als zogenaamd ferromagnetisme. We komen dit op veel plaatsen in ons dagelijks leven tegen, bijvoorbeeld op het magneetbord dat in talloze huishoudens verkrijgbaar is, een wandbord van metaal of plaatwerk waarop notities en andere alledaagse voorwerpen met kleine magneten kunnen worden bevestigd. Als u een metalen koelkast heeft, kunt u de notities er ook gewoon met de juiste magneten op bevestigen. Precies hier hebben we te maken met het genoemde ferromagnetisme. Dit zijn de magnetische eigenschappen van ferrum, beter bekend als ijzer. We kunnen ook magnetisme waarnemen in andere voorwerpen van dagelijks gebruik, bijvoorbeeld in een kompas.

Het volgt: In ons dagelijks leven associëren we voorwerpen van ijzer en staal in het bijzonder met magneten of magnetisme. In de natuurkunde is echter bekend dat ook andere materialen magnetisch zijn, bijvoorbeeld nikkel en kobalt.

Bovendien hebben veel mensen misvattingen over de magnetiseerbaarheid van verschillende materialen. Er wordt algemeen aangenomen dat eenvoudig staal permanent magnetiseerbaar is. Dit is echter niet juist. Staal, althans wanneer het niet geraffineerd is, wordt beschouwd als een magnetisch zacht materiaal. Het is magnetiseerbaar, maar verliest deze eigenschap na korte tijd. Daarom moet er voorzichtig worden omgegaan met het gebruik van zogenaamde magnetisch harde materialen voor permanente magnetisatie. Alleen deze behouden hun magnetisme gedurende een lange periode. Dit is ook de reden waarom kompasnaalden niet van eenvoudig staaldraad kunnen worden gemaakt, dat ook magnetisch zacht is.

Het is zeer eenvoudig om te controleren of een object magnetisch is door gebruik te maken van een permanente magneet. Als de permanente magneet in de buurt van het object komt, kan er een magnetische kracht op worden uitgeoefend, mits het object magnetisch is. Het object wordt dus aangetrokken. Dit kan echter niet worden gebruikt om te controleren of het object permanent magnetisch is. Om dit te bepalen moet de kruiscontrole worden uitgevoerd. Een stuk gemagnetiseerd materiaal, bijvoorbeeld ijzer of staal, wordt dicht bij het object geplaatst. Als dit testobject wordt aangetrokken, is het een permanent gemagnetiseerd object.

In ons dagelijks leven is magnetisme deels gewenst, maar deels ook ongewenst. Zo worden bijvoorbeeld gereedschappen opzettelijk gemagnetiseerd om ze makkelijker hanteerbaar te maken. Het beste voorbeeld hiervan zijn schroevendraaiers waarvan de uiteinden gemagnetiseerd zijn, zodat ze de schroef in kwestie zelf vasthouden. Iedereen die ooit met zo'n schroevendraaier heeft gewerkt, zal de magnetische tip zeker waarderen.

De geschiedenis van het magnetisme

Voordat we ons in de technische details van het magnetisme verdiepen, moet je eerst weten sinds wanneer het magnetisme überhaupt bekend is bij de mens, en dus sinds wanneer het kan worden gebruikt voor zijn doeleinden. Een van de oudste objecten die specifiek gebruik maakt van magnetisme is het kompas. Het principe erachter werd echter al gebruikt voordat men de exacte achtergrond kende. Lang voor de geboorte van Christus gebruikten geavanceerde volkeren zogenaamde magnetische ijzeren stenen om de respectievelijke kardinale richting te bepalen.

Het was uiteindelijk de Romeinse dichter Lucretius die deze stenen vernoemde naar een landschap in Griekenland en ze zo de karakteristieke naam Magnesia gaf. Dit ontwikkelde zich uiteindelijk tot de termen magneet en magnetisme, die vandaag de dag nog steeds bekend zijn.

In de Middeleeuwen werden de eigenschappen van het magnetisme voor het eerst gebruikt om speciale metalen naalden te magnetiseren en te gebruiken in een kompas zoals we dat nu kennen. Het was met name de Engelse naturalist Alexander Neckam die onderzoek deed op dit gebied en de bijbehorende records maakte.

De fundamentele oorzaken van het magnetisme bleven echter tot ver in de 18e eeuw onontgonnen. Kennis van de krachtlijnen van magneten en andere fundamenten van het magnetisme werden pas relatief recent ontdekt en gedocumenteerd. Dit geldt ook voor het verband tussen elektrische stroom en magnetisme, dat in 1820 door Hans-Christian Orsted werd ontdekt. Vandaag de dag wordt zijn werk beschouwd als de basis voor de moderne elektrotechniek.

Magnetisme als natuurkundig fenomeen

In de natuurkunde is magnetisme een fenomeen dat zich manifesteert als een kracht tussen gemagnetiseerde objecten. Magnetisme manifesteert zich ook in objecten met bewegende elektrische ladingen, bijvoorbeeld geleiders waar stroom doorheen loopt. De omgeving waarin de genoemde kracht plaatsvindt, wordt het magnetisch veld genoemd. Het is dus het krachtveld dat wordt opgewekt door een gemagnetiseerd object. Magnetische velden kunnen een wederzijds effect hebben, d.w.z. een object kan zelf een magnetisch veld opwekken en ook door een ander magnetisch veld worden beïnvloed.

Om de krachtwerking van de magnetische velden te documenteren worden zogenaamde veldlijnen gebruikt. Ze tonen het verloop van de kracht in het magnetisch veld. De afstand tussen de magnetische veldlijnen geeft de sterkte van het veld weer. Hoe dichter de veldlijnen bij elkaar liggen, hoe sterker het magnetisch veld. Alle magnetische veldlijnen lopen in de vorm van gesloten paden, dus er is geen begin en geen einde aan zo'n veldlijn. Om de veldlijnen zichtbaar te maken, gebruiken we ofwel een kompasnaald ofwel ijzervijlsel.

De aarde, de mens en het magnetisme

infographic-magnetism

Infographic: Magnetisme

Magnetisme speelt een grote rol op onze aarde. Op voorwaarde dat er geen andere kracht werkzaam is, zou een magnetisch object zich altijd op één van zijn uiteinden in de richting van het noorden richten, terwijl het andere uiteinde dus in de richting van de zuidpool wijst. Precies daarom spreekt men ook van de noord- en zuidpool. In de wetenschap wordt aangenomen dat de veldlijnen van een magneet aan de noordpool uitkomen en weer binnenkomen aan de zuidpool.

Omdat wij mensen een belangrijk deel van de planeet Aarde zijn, zijn er ook voortdurend magnetische velden in ons lichaam. Deze komen voort uit de activiteit van onze zenuwen, die bestaat uit elektrische stroom. Deze stroom produceert op zijn beurt zeer zwakke magnetische velden, die echter met gevoelige meetinstrumenten kunnen worden gedocumenteerd. Omgekeerd kunnen magneten dus invloed hebben op het menselijk zenuwstelsel, zoals al in vele experimenten wetenschappelijk is gedocumenteerd. Daarom wordt, vooral in de geneeskunde, de kracht van het magnetisme voor verschillende doeleinden gebruikt, bijvoorbeeld om spieren of zenuwen te stimuleren.

nl_NLNederlands