Magnetisme og magnetfelter

Lad os snakke lidt om magneter og magnetfelter. Herovre har vi et billede af, hvad vi i dag vil kalde en magnet. Vi har disse metal søm, der bliver tiltrukket til stenen. Det nutidige navn for stenen er magnetit. Mennesker har kendt til magnetit i tusinder af år. Faktisk kommer navnet fra det antikke Grækenland, hvor et folk kaldet magneterne boede i to områder, der i dag er kaldet Magnesia. Afhængig af din historiske kilde, så var det i et af disse områder, hvor de fandt en masse af disse sten, som vi idag kalder magnetit. Grundstoffet magnesium, som ikke har noget at gøre med magnetit, blev også fundet i det område, og har fået sit navn derfra. Men det var ikke blot en sjov ting, der kunne tiltrække metal. De observerede også andre egenskaber. Her har du to stykker magnetitiseret magnetit. Det viser sig, at ikke alt magnetit er magnetiseret. Der skal først ske noget spændende med det. Vi tror det kan være lynnedslag, der magnetiserer det naturligt. Orienteringen af disse sten betyder noget. Hvis de er orienteret på en måde, så tiltrækker de hinanden. Hvis de er orienteret på en anden måde, ved at dreje den ene, så frastøder de hinanden. Dette at orienteringen betyder noget, at der er poler involveret, gjorde det til mere end blot et interessant fænomen. I det antikke Han Kina for omkring 2000 år siden opfandt de det første kompas, da de fandt ud af hvis man tager magnetiseret magnetit, som også kaldes for lodestone, og du lade det bevæge sig frit som ved at hænge det fra en snor, eller flyde på noget vand i en spand, så vil det altid orientere sig, så det peger det samme sted hen. Det kan du bruge til navigation, som de gjorde i Kina for omrking 1000 år siden, Men det får os også til at indse, at Jorden selv virker som en magnet, og ligesom en lille magnet har forskellige sider, så har Jorden det også. Det er herfra betegnelsen Nord og Sydpolen på en magnet kommer. Du har nok længe haft et spørgsmål, ja sikkert lige side du første gang så en magnet. Du har et stykke metal herovre og det ikke rører ved magneten. Vi snakker mere om hvad rører betyder på mikroskopisk skala i en anden video. Du har et søm herude, der ikke rører ved stenen, og der er en kraft, der virker på sømmet på afstand, hvordan ved sømmet at det bliver tiltrukket af magneten? Det har ingen øjne. Det har ingen ører. Det siger ikke, oh der er en magnet, jeg må hellere bevæge mig mod den. Der er noget i dette område af rummet, der interagerer med sømmet. Eller når du har to magneter, hvordan kender den orienteringen af den anden magnet, så den kan enten tiltrækkes eller frastødes af den? Hvordan ved den overhovedet, at der er andre magneter tilstede? Det er her begrebet magnet felt er meget nyttigt. Det blev introduceret af Michael Faraday i det 19. århundrede som en måde at tænke på denne kraft, der virker på afstand. Det fortæller os ikke helt, hvad det er, men det giver os en måde hvorpå vi kan forudsige, hvad der vil ske. Man kan visualisere et magnet felt ved at tage en stangmagnet eller en lodestone og lægge den under et stykke papir og putte metalfilspåner oven på papiret. Du vil du se noget der ligner dette. Jeg vil opfordrer dig til at prøve selv. Du kan se noget, der ligner linjer, der forbinder nord og sydpolerne. Sådan her! Vi kan selv tegne disse feltlinjer en smule mere tydeligt. Denne ide om feltlinjer blev introduceret af Michael Faraday, der sagde: "ok, der er denne ting kaldet et felt, der fortæller os, for alle punkter i rummet rundt om magneten, hvad den vil gøre ved det, den interagerer med." En anden magnet eller måske et stykke metal. Hvis du anbringer en lille stangmagnet her så vil nordsiden blive frastødt af nordsiden af denne større stangmagnet, og sydsiden vil blive tiltrukket til den. En frit bevægelig magnet eller et kompas vil vise i hvilken retning den vender. Den vil pege i retningen af disse feltlinjer. Hvis du anbringer den herover så vil den vende sig i denne retning, hvis den frit kan bevæge sig frit. Dette er nordenden og dette er sydenden. Hvis du putte den her og den frit kan bevæge sig, som en del af et kompas, Det er nordenden og dette er sydenden, så vil den orientere sig således. Nu kan du tegne feltlinjerne samt kende deres retning. Konventionen er at retningen altid er fra nordpolen til sydpolen. Faraday sagde, ikke blot vil de fortælle dig retningen af magnet feltet det fortæller dig dets størrelse ud fra tætheden af disse feltlinjer. Magnet feltet er stærkere her i dette område, hvor feltlinjeren meget tæt på hinanden. Det er derimod svagere herove, hvor der er færre feltlinjer. En anden fantastik ting ved magneter og det at de har poler er, at mennesker siden ældgamle dage har tænkt, i hvertfald i første omgang, hvis den har en nordpol og en sydpol, så må du kunne skille dem fra hinanden. Hvis du nu knækker den midt over, så vil du have en magnet, der kun er nordpol og en magnet der kun er sydpol. Men det er IKKE hvad der sker, når du knækker den. I stedet får du to magneter, der hver har deres egen nord- og sydpol. Det kan du fortsætte med at gøre og tidligere videnskabsmænd prøvede. De sagde, der er måske ingen grænse, for hvor mange gange du kan dele den. Naturligvis vil du på et tidspunkt ikke længere kunne bibeholde egenskaberne ved magneten. Du er nået ned på molekylært niveau. I fremtidige videoer vil vi overveje, hvordan vi selv på molekylært plan kan have en lille bitte magnet, der har poler. Endnu en rigtig spændende ting ved magneter er sammenhængen mellem magnetisme og elektricitet. Folk har observeret, hvis du tager en ledning med strøm i. Strømmen går fra den positive til den negative ende, i denne retning. Du lader den gå gennem et stykke papir med jernfilspåner, så ser det ud til, at der dannes feltlinjer, magnetiske felt linjer. Det viser sig, at den vil interagere med magneter. Der er dannet et magnetiske felt af den elektriske strøm. Dette var et stort hint om at elektricitet og magnetisme hænger sammen. Denne sammenhæng gør, at vi kan have ting som elektriske motorer eller generere elektricitet fra vind eller vandturbiner. Det er udenfor emnet i denne video, men jeg vil alligevel fortælle forledes disse ting hænger sammen. Vi ved, at ting består af atomer, som igen består af partikler, som elektroner og protoner, som er ladede. V ved at, en elektrisk strøm dannes ved bevægelse af ladede partikler. Når noget ikke er magnetisk, som et stykke ikke-magnetisk magnetit, så vil disse ladninger bevæge sig kaotisk, men hvis noget sker med det, som et lynnedslag, så vil det på en eller anden måde forårsage at de opfører bevæger sig anderledes og danner et sammenhængende magnetisk felt. Så jeg vil sige tak for denne gang, da jeg allerede er kommet lidt længere end planlagt, men jeg syntes det er så spændende, at værdsætte, hvordan disse dele af naturen hænger sammen.