Προβολή πηγαίου κώδικα για τη σελίδα Μαγνητισμός

{{Ηλεκτρομαγνητισμός}}
Στη [[φυσική]] με τον όρο '''μαγνητισμός''' χαρακτηρίζεται το φαινόμενο στο οποίο κάποια υλικά, λεγόμενα [[μαγνήτης|μαγνήτες]], ασκούν ελκτικές ή απωστικές [[δύναμη|δυνάμεις]] σε άλλα υλικά, οφειλόμενες στην κίνηση [[ηλεκτρικό φορτίο|ηλεκτρικών φορτίων]], καθώς και το σύνολο των φαινομένων που παράγονται από την ιδιότητα αυτή, τα οποία και εξετάζονται από ιδιαίτερο τμήμα της φυσικής που λέγεται ομοίως Μαγνητισμός. Οι ιδιότητες αυτές των μαγνητών αποδίδονται στη συσσώρευση της λεγόμενης [[μαγνητική μάζα|μαγνητικής μάζας]] στους πόλους τους. Κάποια γνωστά υλικά που παρουσιάζουν εύκολα ανιχνεύσιμες μαγνητικές ιδιότητες είναι το [[νικέλιο]], ο [[σίδηρος]], μερικά είδη [[Ατσάλι|ατσαλιού]] και το ορυκτό [[μαγνητίτης]], αν και όλα τα υλικά επηρεάζονται σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό από την παρουσία ενός [[μαγνητικό πεδίο|μαγνητικού πεδίου]].

== Ιστορία ==
[[Αρχείο:Magnet0873.png|left|thumb|Μαγνητικές δυναμικές γραμμές σε ραβδόμορφο μαγνήτη όπως φαίνονται με ρινίσματα πολύχρωμου σιδήρου πάνω σε χαρτί.]]
Ο [[Αριστοτέλης]] αποδίδει την πρώτη επιστημονική θεωρία του μαγνητισμού στον [[Θαλής|Θαλή]], ο οποίος έζησε περίπου το 625 π.Χ. με περίπου 545 π.Χ. Στην [[Κίνα]], η πρώτη καταγεγραμμένη αναφορά στον μαγνητισμό βρίσκεται σε ένα βιβλίο του 4ου αιώνα π.Χ. που ονομάζεται ''Βιβλίο του Άρχοντα της Κοιλάδας των Δαιμόνων'' (鬼谷子): "Ο [[μαγνητίτης]] κάνει τον [[Σίδηρος|σίδηρο]] να πλησιάζει ή αυτός έλκει αυτόν". Η παλαιότερη αναφορά στην έλξη μιας βελόνας εμφανίζεται σε ένα έργο που έχει γραφτεί μεταξύ του 20 και 100 μ.Χ. ''(Louen-heng)'': "Ο [[μαγνητίτης]] έλκει τη βελόνα." Ο αρχαίος Κινέζος επιστήμονας Shen Kuo (1031-1095) ήταν ο πρώτος που έγραψε για την [[πυξίδα]] με μαγνητική βελόνα και βελτίωσε την ακρίβεια της [[Ναυσιπλοΐα|ναυσιπλοΐας]] χρησιμοποιώντας την αστρονομική θεωρία του πραγματικού Βορρά (Dream Pool Essays, 1088 μ.Χ.), και ήταν γνωστό μέχρι τον 12ο αιώνα ότι οι Κινέζοι γνώριζαν να χρησιμοποιούν την [[πυξίδα]] [[Μαγνητίτης|μαγνητίτη]] στην [[ναυσιπλοΐα]]. Ο [[Alexander Neckham]], το 1187, ήταν ο πρώτος στην [[Ευρώπη]] που περιέγραψε την [[πυξίδα]] και την χρήση της στη [[ναυσιπλοΐα]].

Το έπος του Γκιλγκαμές επίσης αναφέρει την χρήση κατευθυντήριων λίθων, το 3700 π.Χ..

== Ο μαγνητισμός στη φυσική ==
Οι εξισώσεις του [[Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ|Μάξγουελ]] και ο [[νόμος των Μπιο-Σαβάρ]] περιγράφουν την προέλευση και την συμπεριφορά των πεδίων που είναι υπεύθυνα για αυτές τις δυνάμεις. Έτσι, μαγνητισμός παρουσιάζεται εκεί όπου [[Ηλεκτρικό φορτίο|ηλεκτρικά φορτία]] είναι σε [[κίνηση]]. Αυτό μπορεί να προκύψει είτε από [[κίνηση]] [[Ηλεκτρόνιο|ηλεκτρονίων]] σε [[ηλεκτρικό ρεύμα]], έχοντας ως αποτέλεσμα τον "[[Ηλεκτρομαγνητισμός|ηλεκτρομαγνητισμό]]" ή στο κβαντομηχανικό [[σπιν]] και στην περιστροφή των ηλεκτρονίων στο άτομο, έχοντας ως αποτέλεσμα του γνωστούς "μόνιμους μαγνήτες". Το σπιν των ηλεκτρονίων είναι το κυρίαρχο φαινόμενο στα άτομα. Η γνωστή ως 'περιστροφική κίνηση' των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα είναι δευτερεύον φαινόμενο που μεταβάλλει ελαφρώς το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το σπιν.

== Το ηλεκτρικό φορτίο στο μαγνητικό πεδίο ==
Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο κινείται μέσα σε [[μαγνητικό πεδίο]] ''B'', ασκείται σε αυτό μια [[δύναμη]] ''F'' που δίνεται από το [[διάνυσμα#Εξωτερικό γινόμενο δύο διανυσμάτων|εξωτερικό γινόμενο]]:
:<math>\vec{F} = q \vec{v} \times \vec{B}</math>
όπου
<math>q\,</math> είναι το [[ηλεκτρικό φορτίο]] του σωματιδίου,
<math>\vec{v} \,</math> είναι το [[διάνυσμα]] της [[Ταχύτητα|ταχύτητας]] του σωματιδίου και <math>\vec{B} \,</math> είναι η [[ένταση]] του [[Μαγνητικό πεδίο|μαγνητικού πεδίου]]. Επειδή προέρχεται από εξωτερικό γινόμενο, η δύναμη είναι [[Κάθετος|κάθετη]] και στο διάνυσμα της ταχύτητας και στο διάνυσμα της έντασης του μαγνητικού πεδίου. Ως εκ τούτου, η μαγνητική δύναμη δεν παράγει, ούτε καταναλώνει [[Έργο (φυσική)|έργο]] στο σωματίδιο. Μπορεί δηλαδή να αλλάξει την κατεύθυνση της κίνησης του σωματιδίου αλλά δεν μπορεί να το επιταχύνει ή να το επιβραδύνει. Το [[Μέτρο (διανύσματος)|μέτρο]] της [[Δύναμη|δύναμης]] είναι: 
<math>F = q v B \sin\theta\,</math>
όπου <math>\theta \,</math> είναι η γωνία μεταξύ των διανυσμάτων <math>\vec{v} \,</math> και <math>\vec{B} \,</math>.

Ένας τρόπος για να προσδιορίσουμε τη φορά του [[Διάνυσμα|διανύσματος]] της [[Δύναμη|δύναμης]] που ασκείται στο κινούμενο φορτίο μέσα στο μαγνητικό πεδίο, είναι ο [[Κανόνας του δεξιού χεριού|κανόνας των τριών δαχτύλων του δεξιού χεριού]]. Ο αντίχειρας, ο δείκτης και ο μέσος σχηματίζουν ένα τρισορθογώνιο σύστημα. Τοποθετούμε τον αντίχειρα στην κατεύθυνση της κίνησης του θετικού φορτίου και στην αντίθετη αν το φορτίο είναι αρνητικό. Τοποθετούμε το δείκτη στην κατεύθυνση της έντασης του μαγνητικού πεδίου, οπότε ο μέσος δείχνει στην κατεύθυνση της δύναμης.

== Μαγνητικά δίπολα ==
Τα [[Μαγνητικό πεδίο|μαγνητικά πεδία]] εμφανίζονται ως [[Δίπολο|δίπολα]], με ένα βόρειο και ένα νότιο πόλο, με τους όρους αυτούς να χρονολογούνται από την εποχή που οι [[Μαγνήτης|μαγνήτες]] χρησιμοποιούνταν ως [[Πυξίδα|πυξίδες]], αντιδρώντας με το [[γήινο μαγνητικό πεδίο]] για να δείξουν το Βόρειο και το Νότιο πόλο της [[Γη]]ς. Επειδή οι αντίθετοι πόλοι έλκονται, ο «βόρειος» γεωγραφικός πόλος της Γης πρέπει να είναι μαγνητικά «νότιος».

Το μαγνητικό πεδίο περικλείει [[ενέργεια]], και τα φυσικά συστήματα σταθεροποιούνται με βάση την ελάχιστη ενέργεια. Ως εκ τούτου, όταν τοποθετηθεί σε μαγνητικό πεδίο, ένα '''μαγνητικό δίπολο''' τείνει να ευθυγραμμιστεί σε αντίθετη πολικότητα με αυτό το πεδίο, μειώνοντας έτσι τη δύναμη του πεδίου όσο το δυνατόν περισσότερο και μειώνοντας την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη σε αυτό το πεδίο σε έναν ελάχιστο βαθμό. Για παράδειγμα, δύο πανομοιότυποι ραβδοειδείς μαγνήτες ευθυγραμμίζονται αυθόρμητα νότιος με βόρειος πόλος ο ένας πάνω στον άλλον έχοντας ως αποτέλεσμα την εξουδετέρωση του μαγνητικού πεδίου και αντιστέκονται σε κάθε προσπάθεια να τους αλλάξουμε προσανατολισμό ώστε ο κάθε πόλος να ευθυγραμμιστεί με τον αντίστοιχο. Η ενέργεια που απαιτείται για να τους επαναπροσανατολίσουμε σε αυτήν την διάταξη αποθηκεύεται στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται, που είναι διπλάσιας δύναμης του πεδίου του κάθε μαγνήτη ξεχωριστά. Για αυτόν τον λόγο ένας μαγνήτης χρησιμοποιείται ως πυξίδα και αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο της Γης, ώστε να μας δείχνει τον Βορρά και τον Νότο.

== Μαγνητικά μονόπολα ==
{{Κύριο|Μαγνητικό μονόπολο}}
Η σύγχρονη αντίληψη για τον μαγνητισμό έχει ως αρχή ότι όλα τα μαγνητικά φαινόμενα προκύπτουν στην πραγματικότητα από σχετικιστικά φαινόμενα που προκύπτουν από σχετική κίνηση μεταξύ του παρατηρητή και των φορτισμένων σωματιδίων. Εφόσον κάθε είδους μαγνητισμός προκύπτει από κινούμενα φορτία, ''όλοι'' οι [[Μαγνήτης|μαγνήτες]] είναι στην πραγματικότητα ''[[Ηλεκτρομαγνήτης|ηλεκτρομαγνήτες]]''.

Ακόμη και τα [[Άτομο|άτομα]] έχουν ένα μικρό πεδίο. Στο [[Ατομική θεωρία|πλανητικό μοντέλο]] του ατόμου, τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα και ως εκ τούτου υπάρχει αλλαγή στην κατεύθυνση της κίνησής τους, που έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου. Οι μόνιμοι μαγνήτες έχουν ορατά μαγνητικά πεδία γιατί τα άτομα (και τα μόρια) είναι διευθετημένα με τέτοιο τρόπο ώστε τα μικρά ατομικά πεδία τους να ευθυγραμμίζονται και να ενισχύονται.

Σε αυτό το μοντέλο, η έλλειψη απομονωμένου πόλου προκύπτει ως εξής: κόβοντας ένα ραβδοειδή μαγνήτη στη μέση δεν έχει επίδραση στη διευθέτηση των μορίων και καταλήγουμε έχοντας δύο ράβδους με την ίδια διευθέτηση, και ως αποτέλεσμα το ίδιο πεδίο. Αυτό επίσης εξηγεί πως η θέρμανση ή το απλό χτύπημα ενός μαγνήτη κατασκευασμένου από ένα μαλακό υλικό θα τον [[Απομαγνητισμός|απομαγνητίσει]], καθώς τα μόρια εσωτερικά θα ανακατανεμηθούν σε διαφορετικές κατευθύνσεις.

Εφόσον όλα τα γνωστά είδη των μαγνητικών φαινομένων περιλαμβάνουν την κίνηση των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων (και εφόσον καμία θεωρία δεν καθορίζει επακριβώς τι είναι «πόλος»), ένα μαγνητικό μονόπολο δεν μπορεί να υπάρξει απομονωμένο στη φύση, δεν υπήρξε ποτέ και δεν θα μπορούσε να υπάρξει.

Σε αντίθεση με την ανθρώπινη εμπειρία, κάποια μοντέλα της [[Θεωρητική Φυσική|θεωρητικής Φυσικής]] προβλέπουν την ύπαρξη των [[Μαγνητικό μονόπολο|μαγνητικών μονοπόλων]]. Ο [[Πολ Ντιράκ]] παρατήρησε το 1931 ότι επειδή ο [[ηλεκτρισμός]] και ο μαγνητισμός παρουσιάζουν μια ορισμένη [[συμμετρία]], ακριβώς όπως και η [[Κβαντική Ηλεκτροδυναμική|κβαντική θεωρία]] προβλέπει την ύπαρξη θετικών ή αρνητικών ηλεκτρικών φορτίων χωρίς την ύπαρξη του αντιθέτου φορτίου , απομονωμένοι βόρειοι ή νότιοι μαγνητικοί πόλοι θα μπορούσα να παρατηρηθούν. Πρακτικά, όμως, παρόλο που φορτισμένα σωματίδια όπως πρωτόνια ή ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να απομονωθούν, μαγνητικοί βόρειοι ή νότιοι πόλοι δε βρέθηκαν ποτέ απομονωμένοι. Χρησιμοποιώντας τη κβαντική θεωρία ο Ντιράκ έδειξε ότι αν όντως τα μαγνητικά μονόπολα υπάρχουν, τότε θα μπορούσε να εξηγηθεί γιατί τα παρατηρούμενα [[Στοιχειώδες σωματίδιο|στοιχειώδη σωματίδια]] έχουν φορτία που είναι ακέραια πολλαπλάσια του φορτίου του ηλεκτρονίου.  

Στη σύγχρονη θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων, η κβάντωση του φορτίου θεωρείται ως μια ταυτόχρονη αποτυχία του μη αβελιανού προτύπου συμμετρίας. Μονόπολα που έχουν προβλεφθεί σε συγκεκριμένες μεγάλες ενοποιητικές θεωρίες διαφέρουν απ' αυτές που αρχικά σκέφτηκε ο Ντιράκ. Αυτά το μονόπολα, σε αντίθεση με τα στοιχειώδη σωματίδια, είναι [[σολιτόνιο|σολιτόνια]], δηλαδή συγκεντρωμένα ενεργειακά πακέτα. Αν όντως υπάρχουν, έρχονται σε αντιπαράθεση με τις κοσμολογικές παρατηρήσεις. Μια λύση στο πρόβλημα των μονοπόλων στην [[Κοσμολογία]] είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μιας ενδιαφέρουσας σύγχρονης σύλληψης, της κοσμικής διαστολής.

== Ατομικά μαγνητικά δίπολα ==
Η φυσική αιτία του μαγνητισμού των αντικειμένων, εκτός του [[Ηλεκτρικό ρεύμα|ηλεκτρικού ρεύματος]], είναι το ατομικό μαγνητικό [[δίπολο]]. Μαγνητικά [[Δίπολο|δίπολα]], ή μαγνητικές ροπές, είναι το αποτέλεσμα, σε ατομικό επίπεδο, δύο ειδών κίνησης των ηλεκτρονίων. Η πρώτη είναι η περιστροφική κίνηση του ηλεκτρονίου γύρω απ' τον [[Ατομικός πυρήνας|πυρήνα]]. Η κίνηση αυτή μπορεί να θεωρηθεί ως μια συνεχής επανάληψη, έχοντας ως αποτέλεσμα μια περιστροφική μαγνητική διπολική ροπή στην κατεύθυνση του άξονα περιστροφής του πυρήνα. Η δεύτερη πηγή της ηλεκτρονιακής μαγνητικής ροπής, που είναι πολύ ισχυρότερη,  οφείλεται σε μια [[Κβαντική Μηχανική|κβαντομηχανική]] ιδιότητα που ονομάζεται μαγνητική διπολική ροπή [[Σπιν|ιδιοπεριστροφής]] ) (αν και η παρούσα κβαντομηχανική θεωρία διατυπώνει ότι τα ηλεκτρόνια ούτε ιδιοπεριστρέφονται, ούτε περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα).

Η συνισταμένη μαγνητική ροπή στο άτομο είναι το διανυσματικό άθροισα των ξεχωριστών μαγνητικών ροπών όλων των ηλεκτρονίων. Εξ αιτίας της τάσης των μαγνητικών διπόλων να ανθίστανται μεταξύ τους ώστε να μειώνουν την συνολική ενέργεια, σε ένα άτομο οι αντίθετες μαγνητικές ροπές από μερικά ζευγάρια ηλεκτρονίων αλληλοεξουδετερώνονται, τόσο στην περιστροφική κίνηση όσο και στις μαγνητικές ροπές ιδιοπεριστροφής. Ως εκ τούτου, στην περίπτωση ενός ατόμου με γεμάτη ηλεκτρονική στιβάδα ή υποστιβάδα, οι μαγνητικές ροπές συνήθως αλληλοεξουδετερώνονται εντελώς και μόνο άτομα με μερικώς γεμάτες ηλεκτρονιακές στιβάδες έχουν μαγνητική ροπή, η δύναμη των οποίων εξαρτάται απ' τον αριθμό των ηλεκτρονίων που δεν αλληλοεξουδετερώνονται σε ζευγάρια.  

Οι διαφορές στη διάταξη των ηλεκτρονίων στα διάφορα στοιχεία επομένως καθορίζουν την φύση και την σπουδαιότητα των ατομικών μαγνητικών ροπών, οι οποίες με την σειρά τους καθορίζουν τις διάφορες μαγνητικές ιδιότητες όλων των υλικών. Όλα τα υλικά εμφανίζουν κάποιο είδος μαγνητισμού. Τα διαφορετικά είδη μαγνητικών υλικών κατηγοριοποιούνται σύμφωνα με την μαγνητική επιδεκτικότητα τους<ref>{{Cite book|title=Introduction to magnetism and magnetic materials|last=Jiles |first=David|isbn=978-1-4822-3887-7|edition=3η|location=Boca Raton|url=https://www.worldcat.org/oclc/909323904|id=909323904}}</ref>. Διάφορες μαγνητικές συμπεριφορές έχουν παρατηρηθεί σε διαφορετικά υλικά, όπως:

* [[Διαμαγνητισμός]]
* [[Παραμαγνητισμός]]
** [[Μοριακός Μαγνήτης|Μοριακός μαγνήτης]]
* [[Σιδηρομαγνητισμός]]
** [[Αντισιδηρομαγνητισμός]]
** [[Μεταμαγνητισμός]]
* [[Spin glass]]
* [[Υπερπαραμαγνητισμός]]

[[Μάγναστρο|Μάγναστρα]] με εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία έχουν επίσης παρατηρηθεί.

== Τύποι μαγνητών ==
===Ηλεκτρομαγνήτες===
Οι ηλεκτρομαγνήτες είναι χρήσιμοι σε περιπτώσεις όπου ένας μαγνήτης πρέπει να τεθεί σε λειτουργία με βοήθεια διακόπτη, για παράδειγμα μεγάλοι γερανοί που χρησιμοποιούνται για να ανυψώσουν κατεστραμμένα αυτοκίνητα.

Όταν [[ηλεκτρικό ρεύμα]] διαρρέει ένα σύρμα, το πεδίο που παράγεται έχει ένταση που καθορίζεται απ' τον [[Κανόνας του δεξιού χεριού|κανόνα του δεξιού χεριού]]: Χρησιμοποιώντας το δεξί χέρι, ο αντίχειρας δείχνει στο σύρμα σε κατεύθυνση από τον θετικό προς τον αρνητικό πόλο (''συμβατικό ρεύμα'', η αντίστροφη κατεύθυνση της πραγματικής κίνησης των ηλεκτρονίων), τότε η ένταση του μαγνητικού πεδίου θα έχει τη φορά των δαχτύλων του δεξιού χεριού. Αν τυλίξουμε το καλώδιο σε ένα κυκλικό τμήμα ή σε [[Σπείρα|σπείρες]], τότε το ρεύμα θα κινείται σε κυκλική τροχιά και τότε όλες οι μαγνητικές γραμμές στο κέντρο του πεδίου θα έχουν την ίδια κατεύθυνση, έχοντας ως αποτέλεσμα ένα '''[[Μαγνητικό Δίπολο|μαγνητικό δίπολο]]''', η ένταση του οποίου εξαρτάται από το ρεύμα που διαρρέει το κυκλικό τμήμα ή τη σπείρα (σε αυτή την περίπτωση η ένταση θα είναι ανάλογη του αριθμού των σπειρών). Έτσι χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού για τον κυκλικό τομέα ή για μια σπείρα, όταν τα δάχτυλα τυλίγονται γύρω από τον κύκλο με τη φορά του συμβατικού ρεύματος (δηλαδή από το θετικό στο αρνητικό, αντίθετα από την πραγματική κίνηση των ηλεκτρονίων), ο αντίχειρας θα δείχνει στην κατεύθυνση που αντιστοιχεί στον βόρειο πόλο από αυτό το δίπολο.

=== Μόνιμοι και προσωρινοί μαγνήτες ===
Ένας μόνιμος μαγνήτης διατηρεί τις μαγνητικές του ιδιότητες χωρίς εξωτερικό [[μαγνητικό πεδίο]] ενώ ένας προσωρινός μαγνήτης έχεις μαγνητικές ιδιότητες μόνο μέσα σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Ο μαγνητισμός στο ατσάλι έχει ως αποτέλεσμα ένα μόνιμο μαγνήτη ενώ ο σίδηρος χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες μόλις αποσύρουμε το μαγνητικό πεδίο. Γι' αυτό τον λόγο ένας προσωρινός μαγνήτης όπως ο σίδηρος είναι χρήσιμος για τη δημιουργία ηλεκτρομαγνήτη. Μαγνήτες δημιουργούνται με το τρίψιμο πάνω σε έναν άλλον μαγνήτη, με την κρούση του υλικού μέσα σε μαγνητικό πεδίο ή με την εισαγωγή τους μέσα σε σωληνοειδές στο οποίο παρέχουμε συνεχές ρεύμα. Ένας μόνιμος μαγνήτης μπορεί να απομαγνητιστεί αν τον υποβάλλουμε σε θέρμανση ή [[κρούση]] ή με την εισαγωγή του σε σωληνοειδές στο οποίο παρέχουμε [[εναλλασσόμενο ρεύμα]] μειούμενης έντασης.

==== Μαγνητικά μεταλλικά υλικά ====
Πολλά υλικά έχουν ηλεκτρονιακά σπιν χωρίς το αντίθετο ζεύγος και η πλειονότητα αυτών των υλικών είναι [[Παραμαγνητισμός|παραμαγνητικά]]. Όταν τα σπιν αλληλεπιδρούν με τέτοιο τρόπο ώστε να γυρίζουν με την ίδια φορά τα υλικά ονομάζονται [[Σιδηρομαγνητισμός|σιδηρομαγνητικά]] (αυτό που συνήθως ονομάζουμε μαγνητικά). Εξ αιτίας του τρόπου που η κανονική κρυσταλλική ατομική δομή τους προκαλεί τα σπιν τους να αλληλεπιδρούν, μερικά [[Μέταλλο|μέταλλα]] είναι (σιδηρο)μαγνητικά σε φυσική κατάσταση, ως [[Μετάλλευμα|μεταλλεύματα]]. Αυτά περιλαμβάνουν μεταλλεύματα [[Σίδηρος|σιδήρου]], όπως ο [[μαγνητίτης]], [[Κοβάλτιο|κοβαλτίου]] και [[Νικέλιο|νικελίου]], όπως και οι σπάνιες γαίες [[γαδολίνιο]] και [[δυσπρόσιο]] (όταν βρίσκονται σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία). Αυτά τα (σίδηρο)μαγνητικά υλικά που βρίσκονται στη φύση χρησιμοποιήθηκαν στα πρώτα πειράματα για τον μαγνητισμό. Από τότε η τεχνολογία επεκτάθηκε όσον αφορά τη διαθεσιμότητα των μαγνητικών υλικών και περιέλαβε διάφορα τεχνητά προϊόντα, με βάση όμως όλα φυσικά μαγνητικά υλικά.

====Σύνθετα====
===== Φερρίτης =====
Οι μαγνήτες φερρίτη κατασκευάζονται από ένα ιζηματογενές σύνθετο από οξείδιο του σιδήρου σε σκόνη και ανθρακικό βάριο/στρόντιο. Λόγω του χαμηλού κόστους των υλικών και των διαδικασιών παραγωγής, φθηνοί μαγνήτες (ή μη μαγνητισμένοι σιδηρομαγνητικοί πυρήνες, που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως κεραίες για παράδειγμα) διαφόρων σχημάτων μπορούν εύκολα να παραχθούν μαζικά. Το αποτέλεσμα είναι μαγνήτες που δε διαβρώνονται, αλλά είναι εύθραυστοι και χρήζουν ίδιας προσοχής με τα άλλα κεραμικά υλικά.

Τα  κεραμικά φερριτικά υλικά χρησιμοποιούνται ως πυρήνες σε [[Πηνίο|πηνία]] επειδή διατηρουν τις σιδηρομαγνητικές ιδιότητες του [[Φερρίτης (μεταλλουργία)|φερρίτη]] χωρίς να ειναι αγώγιμα, και επομένως δεν υφίστανται [[Δινορεύματα|δινορεύματα Φουκώ]].  

===== Alnico =====
Μαγνήτες alnico κατασκευάζονται με ημίτηξη ή τήκοντας και σταθεροποιώντας ένα μείγμα  από [[αλουμίνιο]], [[νικέλιο]] και [[κοβάλτιο]] με σίδηρο και μικρές ποσότητες από άλλα στοιχεία που προσθέτονται για να ενισχύσουν τις ιδιότητες του μαγνήτη. Αυτή η διαδικασία παρέχει υψηλής ποιότητας μηχανικά χαρακτηριστικά, ενώ η [[ημίτηξη]] έχει ως αποτέλεσμα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία και επιτρέπει στον σχεδιαστή τη δημιουργία διαφορετικών σχημάτων. Οι μαγνήτες alnico αντιστέκονται στη διάβρωση και έχουν φυσικές ιδιότητες που τους κάνουν πιο ανθεκτικούς απ' τον [[Φερρίτης (μεταλλουργία)|φερρίτη]], αλλά όχι τόσο επιθυμητές όσο ένα μέταλλο.

===== Διαμορφωμένοι με εμψεκασμό =====
Οι μαγνήτες διαμορφωμένοι με εμψεκασμό είναι ένα σύνθετο από διάφορους τύπους από ρητίνη και μαγνητικές σκόνες, που επιτρέπουν μέρη από σύνθετα σχήματα να κατασκευάζονται με διαμόρφωση εμψεκασμού. Οι φυσικές και μαγνητικές ιδιότητες του προϊόντος εξαρτώνται απ' τις πρώτες ύλες, αλλά είναι γενικά μικρότερης μαγνητικής δύναμης και μοιάζουν στο [[πλαστικό]] όσον αφορά τις φυσικές τους ιδιότητες.

===== Εύκαμπτοι =====
Οι εύκαμπτοι μαγνήτες είναι παρόμοιοι με τους μαγνήτες διαμορφωμένους με εμψεκασμό, χρησιμοποιώντας εύκαμπτη ρητίνη ή συνδετικό υλικό όπως είναι το [[βινύλιο]], και παράγονται σε επίπεδες λωρίδες ή φύλλα. Αυτοί οι μαγνήτες είναι χαμηλής μαγνητικής ικανότητας αλλά μπορούν να είναι πολύ εύκαμπτοι, ανάλογα με το συνδετικό υλικό που χρησιμοποιήθηκε.

==== Μαγνήτες σπάνιων γαιών ====
Οι σπάνιες γαίες ([[λανθανίδες]]) έχουν μερικώς κατειλημμένη την ''f'' [[ηλεκτρονική στιβάδα]] (η οποία μπορεί να έχει έως και 14 ηλεκτρόνια). Το σπιν αυτών των ηλεκτρονίων μπορεί να ευθυγραμμιστεί σε φορά, έχοντας ως αποτέλεσμα πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία και γι' αυτό αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται σε μικρούς σε μέγεθος αλλά πολύ ισχυρούς μαγνήτες όπου το υψηλό τους κόστος δεν αποτελεί πρόβλημα για την αγορά τους.

===== Σαμάριου-κοβαλτίου =====
Οι μαγνήτες σαμαρίου-κοβαλτίου είναι εξαιρετικά ανθεκτικοί στην οξείδωση, με υψηλή μαγνητική ικανότητα και μεγαλύτερη αντοχή στην θερμοκρασία από τους αντίστοιχους alnico μαγνήτες ή μαγνήτες κεραμικών υλικών. Ημιτετηγμένοι μαγνήτες σαμαρίου - κοβαλτίου είναι εύθραυστοι και επιρρεπείς σε ραγίσματα και σπασίματα και μπορεί να σπάσουν αν υποβληθούν σε απότομη μεταβολή της θερμοκρασίας.

===== Νεοδυμιο-σιδηρο-βορίου (NIB) =====
{{Κύριο|Μαγνήτης νεοδυμίου}}
Οι μαγνήτες νεοδυμίου, που συνήθως ονομάζονται μαγνήτες νεοδυμιο-σιδηρο-βορίου (NdFeB), έχουν τη μέγιστη ένταση μαγνητικού πεδίου, αλλά υπολείπονται σε σχέση με τους μαγνήτες σαμαρίου - κοβαλτίου στην ανθεκτικότητα στην οξείδωση και τη θερμοκρασία. Αυτός ο τύπος μαγνήτη ήταν πάντα ακριβός, εξ αιτίας τόσο του κόστους των πρώτων υλών όσο και στην έκδοση των δικαιωμάτων (πατέντες). Το υψηλό κόστος περιόρισε την χρήση τους σε εφαρμογές όπου τέτοιες δυνάμεις μαγνητικού πεδίου από ένα μαγνήτη είναι βαρύνουσας σημασίας. Η χρήση επιφανειών προστασίας από υλικά όπως χρυσός, νικέλιο, ψευδάργυρος, φύλλα λευκοσίδηρου και επίστρωμα εποξειδικής ρητίνης μπορούν να παρέχουν προστασία από τη [[διάβρωση]] όπου απαιτείται.  Με αρχή τη δεκαετία του 1980-1990, οι μαγνήτες NIB γίνονται όλοι και λιγότερο ακριβοί και πιο δημοφιλείς σε εφαρμογές όπως σε κάποια αμφιλεγόμενα παιδικά μαγνητικά παιχνίδια κατασκευών. Ακόμη και μικροσκοπικοί μαγνήτες νεοδυμίου είναι πολύ ισχυροί, υπάρχουν, όμως αντιθέσεις απόψεων σχετικά με την χρήση τους.<ref>Magnet Man, Magnet Basics - [http://www.coolmagnetman.com/magsafe.htm Safety Considerations] πρόσβαση 6 Οκτωβρίου 2006.</ref>

== Μονάδες του SI σχετικές με τον μαγνητισμό ==
{{SI μονάδες ηλεκτρομαγνητισμού}}


== Παραπομπές ==
<references />


==Εξωτερικοί σύνδεσμοι==
{{βικιλεξικό}}
{{commonscat}}


{{Κλάδοι της Φυσικής}}
{{Authority control}}


[[Κατηγορία:Μαγνητισμός| ]]