آیا آهنرباها همه‌ی فلزات را جذب می‌کنند؟

بسیاری از مردم تصور می کنند هر چیزی که فلزی باشد، حتماً باید به آهنربا بچسبد؛ اما این تصور درست نیست. آهنرباها همه ی فلزات را جذب نمی کنند و فقط برخی از فلزات و آلیاژها واکنش قوی نسبت به میدان مغناطیسی نشان می دهند. دلیل این موضوع به ساختار داخلی اتم ها و نحوه ی قرار گرفتن الکترون ها در مواد مختلف مربوط می شود.

آهنربا چه فلزاتی را جذب می کند؟

فلزاتی که به خوبی جذب آهنربا می شوند، معمولاً در گروه مواد فرومغناطیس قرار می گیرند. مهم ترین نمونه های این مواد عبارت اند از:

• آهن
• نیکل
• کبالت
• بسیاری از انواع فولاد
• بعضی آلیاژهای خاص
• سنگ آهن مغناطیسی یا مگنتیت

در این مواد، بخش های بسیار کوچکی به نام «دامنه های مغناطیسی» وجود دارد. وقتی این دامنه ها در یک جهت منظم شوند، ماده می تواند خاصیت مغناطیسی قوی پیدا کند. به همین دلیل است که آهن و فولاد معمولاً به آهنربا می چسبند.

فولاد به تنهایی یک عنصر خالص نیست، بلکه آلیاژی است که بخش اصلی آن آهن است. به همین دلیل بسیاری از وسایل فولادی مانند پیچ، میخ، ابزارآلات، بدنه ی بعضی دستگاه ها و قطعات صنعتی جذب آهنربا می شوند. البته همه ی انواع فولاد رفتار یکسانی ندارند؛ برای مثال بعضی از فولادهای ضدزنگ ممکن است جذب ضعیفی داشته باشند یا اصلاً جذب نشوند.

فلزات نرم و سخت مغناطیسی چه تفاوتی دارند؟

برخی مواد مغناطیسی به راحتی خاصیت مغناطیسی پیدا می کنند، اما بعد از دور شدن آهنربا، این خاصیت را از دست می دهند. به این مواد، مواد مغناطیسی نرم گفته می شود. آهن نرم نمونه ای از این گروه است. از این ویژگی در وسایلی مثل ترانسفورماتورها، موتورهای الکتریکی و آهنرباهای الکتریکی استفاده می شود.

در مقابل، بعضی مواد بعد از مغناطیسی شدن، خاصیت خود را برای مدت طولانی حفظ می کنند. این مواد را مواد مغناطیسی سخت می نامند. آهنرباهای دائمی معمولاً از همین نوع مواد ساخته می شوند. برای مثال آهنرباهای نئودیمیومی که بسیار قوی هستند، از ترکیب نئودیمیوم، آهن و بور ساخته می شوند.

چه فلزاتی جذب آهنربا نمی شوند؟

بسیاری از فلزات رایج در حالت معمولی جذب آهنربا نمی شوند یا جذب آن ها آن قدر ضعیف است که در زندگی روزمره قابل مشاهده نیست. از جمله:

• آلومینیوم
• مس
• برنج
• طلا
• نقره
• سرب
• روی

این فلزات با وجود اینکه رسانا و فلزی هستند، فرومغناطیس نیستند. بنابراین اگر یک آهنربای معمولی را به یک قطعه مس، آلومینیوم یا طلا نزدیک کنید، معمولاً هیچ چسبندگی قابل مشاهده ای ایجاد نمی شود.

نکته ی مهم این است که جذب نشدن این فلزات به معنی «ضعیف بودن» آن ها نیست. این موضوع فقط به نوع رفتار مغناطیسی آن ها مربوط است. مثلاً مس و طلا فلزات بسیار ارزشمند و کاربردی هستند، اما خاصیت فرومغناطیسی ندارند.

آیا می توان فلزات غیرمغناطیسی را مغناطیسی کرد؟

گاهی ممکن است یک وسیله ی فلزی که از طلا، نقره، مس یا آلومینیوم ساخته شده، به آهنربا واکنش نشان دهد. در چنین حالتی معمولاً دلیل آن وجود ناخالصی یا ترکیب شدن با فلزات فرومغناطیس مثل آهن یا فولاد است.

برای مثال اگر مقدار کمی آهن در یک آلیاژ وجود داشته باشد، ممکن است آن قطعه تا حدی جذب آهنربا شود. اما این به معنی آن نیست که خود طلا یا نقره خاصیت مغناطیسی قوی دارد؛ بلکه وجود آهن یا فلزات مشابه باعث این رفتار شده است.

به همین دلیل گاهی از آهنربا برای تشخیص ناخالصی در برخی فلزات استفاده می شود. البته این روش همیشه دقیق نیست و فقط می تواند یک آزمایش اولیه و ساده باشد.

چرا آهنربا همه ی فلزات را جذب نمی ;کند؟

رفتار مغناطیسی مواد به ساختار اتمی آن ها بستگی دارد. در بعضی مواد، الکترون ها طوری قرار گرفته اند که میدان های مغناطیسی کوچک آن ها می توانند در یک جهت هماهنگ شوند. این هماهنگی باعث ایجاد جذب قوی نسبت به آهنربا می شود.

اما در بسیاری از فلزات، این میدان های کوچک یا یکدیگر را خنثی می کنند یا واکنش آن ها به میدان مغناطیسی بسیار ضعیف است. به همین دلیل، آهنربا فقط به برخی فلزات می چسبد و نسبت به بسیاری از فلزات دیگر واکنش قابل توجهی نشان نمی دهد.

یک آزمایش ساده در خانه

برای درک بهتر این موضوع، می توانید یک آهنربا را به چند وسیله ی فلزی مختلف نزدیک کنید؛ مثلاً میخ آهنی، قاشق استیل، سیم مسی، فویل آلومینیومی و یک سکه. احتمالاً میخ آهنی به آهنربا می چسبد، اما مس و آلومینیوم جذب نمی شوند.

اگر قاشق یا سکه جذب شد، ممکن است در ساخت آن از آهن، فولاد یا آلیاژهای خاص استفاده شده باشد. همین آزمایش ساده نشان می دهد که فلزی بودن یک جسم به تنهایی برای جذب شدن توسط آهنربا کافی نیست.