Rebelova škola doma

Magnety boli ľudstvu známe dávno. Už v staroveku vedeli ľudia o ,,čarovnom kameni" (minerál magnetit), ktorý dokáže priťahovať predmety zo železa. Slovo magnet pochádza z gréckeho μαγνήτης λίθος (magnētēs lithos), čo znamená „magnéziový kameň“. Magnesia bola oblasť v Antickom Grécku, (dnešná Manisa v Turecku), kde boli v staroveku objavené zásoby magnetického minerálu magnetit. Vtedy však slúžil iba na zábavu. Neskôr ho  začali používať čínsky moreplavci - vynašli kompas. Dnes sa magnety využívajú v mnohých oblastiach (pevné disky v počítačoch, elektromotory, rýchlovlaky, magnetická rezonancia...). Dlho sa však nevedelo, ako magnety vlastne fungujú.

Magnety delíme na prírodné magnety (napríklad minerál magnetit), umelé magnety (ktoré vznikli zmagnetizovaním pomocou iného magnetu) a elektromagnety.

Látky, na ktoré magnety pôsobia (a z ktorých sú vlastne aj vytvorené) sa nazývajú feromagnetické látky (železo, kobalt, nikel, gadolínium, ruténium, magnetit...). Okolo každého magnetu je magnetické pole v ktorom pôsobí magnetická sila. Magnetické pole (čiže aj magnetická sila) je najsilnejšie na póloch magnetu (ktoré sa nachádzajú na jeho koncoch) a najslabšie v neutrálnom pásme (ktoré sa nachádza v jeho strede). Póly aj neutrálne pásmo nie sú nejaké konkrétne body, ale oblasti, ktoré do seba plynulo prechádzajú. Každý magnet má 2 póly: severný pól (N) a južný pól (S). Rovnaké póly sa navzájom odpudzujú a opačné póly sa navzájom priťahujú. Keď magnet rozdelíme na dve časti, získame 2 kompletné magnety s pólmi aj neutrálnym pásmom. Takto môžeme magnet deliť až po jeho atómy (resp. molekuly).

Magnetizácia látky a magnetické pole

Predmety z feromagnetických látok sa v magnetickom poli iného magnetu správajú ako magnety. Ak k feromagnetickej látke priložíme magnet, dostaneme nový magnet. Schválne, skúste k magnetu priložiť železný klinec, aby ho magnet pritiahol. Potom skúste ku koncu železného klinca prikladať ďalšie predmety z feromagnetických látok a ten ich bude priťahovať - celá táto aparatúra sa správa ako jeden veľký magnet.

Prečo je to takto? Čo spôsobuje tento jav? Každý atóm (alebo molekula) feromagnetickej látky sa správa ako samostatný malý magnet. Ak je takéto teleso mimo magnetického poľa, jeho častice sú usporiadané chaoticky a ich magnetické polia sa navzájom rušia. Ak však k nemu priložíme magnetické pole, jeho častice sa usporiadajú v smere tohto magnetického poľa a teleso sa stane magnetom.

Teleso mimo magnetického poľa	Teleso v magnetickom poli (zmagnetizované teleso)

Niektoré látky ostanú magnetmi, aj keď vonkajšie magnetické pole odstránime. Takéto látky nazývame magneticky tvrdé. No niektoré látky sú magnetmi iba za pôsobenia vonkajšieho magnetického poľa (ak ho odstránime, prestanú byť magnetmi). Takéto telesá nazývame magneticky mäkké. Existuje magneticky mäkká aj magneticky tvrdá oceľ.

Magnetické pole môžeme znázorniť pomocou indukčných čiar. Indukčné čiary znázorňujú smer pôsobenia magnetickej sily, ktorá sa prejavuje v priestore okolo magnetu. Ich smer je dohodou určený od severného pólu k južnému. Ak chcete takéto čiary vidieť, rozsypte železné piliny do magnetického poľa.

Indukčné čiary	Železné piliny v magnetickom poli

Opačné póly sa priťahujú	Rovnaké póly  sa odpudzujú

Ak vás však zaujíma, ako vôbec magnetické pole vzniká alebo prečo je feromagnetické práve železo, pozrite si video od českého youtubera Martina Rotu na jeho kanále Vědecké kladivo: 

https://www.youtube.com/watch?v=YJ2RWG_CC70.

Zem ako magnet

Ľudia dlho nevedeli, čo vlastne priťahuje strelku kompasu, aj keď ho používali. Mysleli si, že je to nejaký obrovský železný ostrov kdesi na severe. V mytológii arabských moreplavcov hrala významnú rolu povesť o magnetovej hore. V pätnástom storočí sa Arabi magnetovej hory báli natoľko, že vo svojich plavidlách nepoužívali žiadne železné predmety (teda ani klince).

Skutočnosť je taká, že Zem sa sama správa ako obrovský magnet. Magnetické pole okolo Zeme možno znázorniť ako pole obrovského tyčového magnetu, ktorý prechádza jej stredom. Siaha do vzdialenosti mnohotisíc až stotisíc kilometrov. Jadro Zeme je vytvorené prevažne zo železa a niklu a magnetické pole v ňom vytvárajú elektrické prúdy. Treba však poznamenať, že presné vysvetlenie magnetizmu Zeme zatiaľ nepoznáme.

Keď voľne (na ostrý hrot, alebo na ľahké teleso plávajúce na vode) zavesíme (položíme) ľahký tyčový magnet (čiže vytvoríme strelku kompasu), jeho severný pól sa otočí na sever a južný na juh. Z toho vyplýva (keďže v magnetizme sa protiklady priťahujú), že pri severnom zemepisnom (geografickom) póle sa nachádza južný magnetický pól a pri južnom zemepisnom (geografickom) póle severný magnetický pól. Aj keď na mape sú póly vyznačené opačne. Južný magnetický pól je vyznačený ako severný (geo)magnetický pól a severný magnetický pól je vyznačený ako južný (geo)magnetický pól.

Na určovanie svetových strán sa bežne používa kompas. Jeho súčasťou je magnetka (magnetická strelka), a uhlová stupnica, prípadne smerová ružica. Svetové strany určíme tak, že kompas položíme na vodorovnú podložku a necháme strelku ustáliť sa. Potom otáčaním stotožníme sever smerovej ružice (prípadne 0° na uhlovej stupnici), so severným pólom strelky. Ďalšou používanou pomôckou je buzola, ktorá má navyše zariadenie na určovanie azimutu (smeru). Určovanie severo-južného smeru pomocou kompasu a buzoly nie je úplne presné, keďže magnetické póly sa nenachádzajú na úplne tom istom mieste ako zemepisné. Táto drobná odchýlka sa nazýva magnetická deklinácia. Mení sa podľa toho, kde sa nachádzate a takisto sa mení časom, keďže magnetické polia sa mierne posúvajú.

Podľa vedeckých výskumov sa predpokladá, že magnetické pole Zeme existovalo už pred 3,9 miliardami rokov. Toto pole je neustále vystavované tlaku, ktorý spôsobuje slnečný vietor. Slnečný vietor sa prevažne skladá z kladne nabitých protónov a záporne nabitých elektrónov, ktoré sú vyvrhované slnkom. Pre zdravie človeka sú tieto častice nebezpečné a magnetické pole im zabraňuje preniknúť do biosféry. Vďaka tlaku, ktorý je vyvíjaný na magnetické pole, dochádza k jeho deformácii. Na strane Zeme bližšej k slnku je pole stlačené a na odvrátenej strane od slnka predĺžené, pričom zasahuje ďaleko do medziplanetárneho priestoru (až 600 000 km).