Почему магнит притягивает железо, но не алюминий: простое объяснение сложной физики

Мы часто сталкиваемся с магнитами в быту: они легко держат записки на холодильнике, притягивают скрепки и гвозди. Но стоит поднести к ним алюминиевую ложку или кусочек фольги — и реакции никакой. Кажется странным: металл ведь есть металл! На самом деле тут работает строгая физика, и объяснение этого феномена куда интереснее, чем может показаться на первый взгляд.

Почему одни металлы магнитятся, а другие нет, ведь магнит притягивает металл? Источник изображения: pstu.ru

Почему магнит притягивает одни металлы, а другие — нет

Секрет в том, что не все металлы одинаковы. Магнит притягивает только так называемые ферромагнитные материалы — железо, кобальт, никель и их сплавы. У их атомов электроны выстраиваются в один «строй», создавая сильное собственное магнитное поле. Именно поэтому гвоздь так радостно прилипает к магниту.

Алюминий устроен иначе. Его атомы не образуют постоянного магнитного порядка — их маленькие магнитики-электроны «смотрят» в разные стороны и взаимно гасят друг друга. В итоге металл остаётся нейтральным для магнита.

Реакция некоторых металлов на магнит. Источник изображения: vtormetug.ru

Металлы, которые не реагируют на магнит, называют диамагнитными. Это относится к металлам, которые не обладают ферромагнетизмом — способностью притягиваться к магниту.

Реакция алюминия на магнит: что происходит на самом деле

Интересно, что алюминий всё же не совсем «глух» к магнитам. Если подвигать сильный магнит рядом с куском алюминия, внутри него возникнут вихревые токи — так называемые токи Фуко. Они создают собственное поле, которое слегка отталкивает магнит.

Прохождение магнита через алюминиевую/медную трубку. Источники изображений: rutube.ru, techinsider.ru.

Этот эффект можно увидеть на аттракционах или в научных демонстрациях, где магнит замедляется, падая по алюминиевой (или медной) трубе.

Замедленное падение магнита в медной трубе. Источник: masterok.livejournal.com

Не забудьте подписаться на наши каналы в Telegram и Дзен — там много интересного и познавательного!

Какие металлы магнит не притягивает и почему это удивляет

Оказывается, наша привычная «магнитная логика» не всегда работает. Медь, бронза, золото, серебро, свинец, олово, титан, латунь и чугун тоже не магнитятся, хотя кажутся тяжёлыми и «металлическими».

А вот некоторые керамики/ферриты (особый класс керамических материалов на основе оксидов железа) или даже сплавы на основе редкоземельных элементов ведут себя как сверхмагниты.

Более того, на Международной космической станции магниты помогают удерживать инструменты и даже управлять жидкостью в условиях невесомости.

Почему раньше алюминий стоил дороже золота — за килограмм можно было купить дом!

Так что вопрос «почему магнит притягивает металл, но алюминий — нет?» — отличный пример того, как простое наблюдение выводит нас на глубокие законы физики. Мир металлов и магнитов гораздо разнообразнее и интереснее, чем кажется.