Magnetisme = elektrisitet
Alt har magnetfelter – men ikke alle ting er magnetiske. Feltene blir skapt av atomenes elektrisk ladede elektroner når de snurrer rundt seg selv, men i enkelte materialer opphever mfeltene hverandre slik at materialet forblir umagnetisk. Hvis et materiale er magnetisk, kan det omgjøres til en magnet ved hjelp av elektrisitet eller et kraftig magnetfelt.
I materialer som plast sitter alle elektronene samlet i par. De små partiklene har hver sine magnetfelter, men de utligner hverandre, slik at atomene er umagnetiske.
I jern sitter det fire elektroner alene uten noen makker til å påvirke deres magnetfelt. Elektronene virker som små stavmagneter som gjør jernet magnetisk, slik at det reagerer hvis en magnet kommer i nærheten.
I en vanlig jernstang ligger atomenes magnetfelter hulter til bulter og peker i alle retninger. Men om en kraftig magnet påvirker atomene, retter den alle de små magnetfeltene inn i samme retning. Dette former en samlet nord- og sydpol, og jernstangen blir til en magnet. Magnetfeltet går i linjer fra nordpolen til sydpolen.
En jernstang kan også bli til en elektromagnet ved å vikle en spole av metalltråd rundt den og sende likestrøm igjennom. Strømmen skaper et magnetfelt som likeretter alle atomenes små magnetfelter og danner to magnetiske poler.
Nordpolen på én magnet vil tiltrekke seg sydpolen på en annen. Omvendt vil magnetenes to like poler frastøte hverandre.
Tre magnetiske fakta
«Året 1820 var det lykkeligste året i mitt vitenskapelige liv. Det var det året jeg oppdaget elektrisitetens magnetiske virkning.»
Fysikeren H.C. Ørsted
Jordas geografiske nordpol er samtidig den magnetiske sydpolen. De to polene er ulikt plassert – for de magnetiske polene flytter seg med årene.
Dyr som fugler, skilpadder, snegler, flaggermus, haier og firfisler er utstyrt med en fintfølende magnetisk sans som virker som et slags kompass og gjør det mulig for dyrene å navigere etter jordas magnetfelt.
De fleste metaller er magnetiske, men ikke alle. Kobber, aluminium og bly er umagnetiske, og det samme gjelder edelmetallene sølv og platina.
Jordens magnetfelt beskytter oss
Linjene i klodens magnetfelt fungerer som et skjold som skjermer mennesker, dyr og planter mot skadelig partikkelstråling fra sola og rommet. Uten dette vernet ville strålingen brutt ned ozonlaget i den øvre atmosfæren, og blant annet farlig UV-stråling fra sola ville truffet jorda og forårsaket mutasjoner og sykdom.
Den viktigste kraften som opprettholder jordas magnetfelt, er klodens rotasjon. Når jorda dreier rundt, holder den i gang en evig geodynamo i planetens indre.
Geodynamoen drives av flytende jern i jordas ytre kjerne. Rotasjonen holder jernet i bevegelse, og når magnetfeltet påvirker det magnetiske og elektrisk ledende stoffet, oppstår nye elektriske strømmer i jernet, som igjen skaper nye magnetfelter.
Jordas magnetfelt danner et skjold rundt jorda med feltlinjer som går fra Sydpolen til Nordpolen. Skjoldet avbøyer partiklene fra solvinden slik at bare minimale strålemengder treffer jorda.
Solvinden består primært av protoner og elektroner som er så energirike at de kan fremkalle kreft. Solvinden presser på jordas magnetfelt og presser det kraftig ned mot bakken på den siden som vender mot sola.