En realidad los imanes no atraen a todos los metales, pero sí atraen a varios de ellos, aunque el asunto es un poco más complicado que eso. De hecho, los imanes hasta
repelen muy ligeramente muchos metales. Los imanes atraen notablemente el hierro, el níquel y el cobalto y algunos otros metales.
Los materiales implicados en este fenómeno pueden ser clasificados en:
paramagnéticos, diamagnéticos y ferromagnéticos. La mayoría de los elementos, metálicos o no, son
paramagnéticos, lo que significa que son atraídos por imanes, pero tan débilmente que la atracción sólo puede ser medida con instrumentos sensibles. Algunos elementos, incluyendo algunos metales, son
diamagnéticos, lo que significa que son repelidos por imanes. Una vez más, la fuerza suele ser tan débil que sólo puede medirse con instrumentos sensibles. La atracción fuerte, que es sensible sin necesidad de instrumentos, se produce entre los imanes y los elementos
ferromagnéticos, que resultan ser metales.
El por qué los imanes atraen o repelen otros metales
El hierro es fuertemente atraído por los imanes, por lo que puede ser fácilmente polarizado magnéticamente. Esta propiedad se debe a que el hierro, tanto como otros metales que son atraídos fácilmente por los imanes,
contiene generalmente partes microscópicas llamadas dominios magnéticos.
La parte de la atracción se da cuando el imán actúa sobre los dominios magnéticos del metal que atraerá, reorientando ligeramente algunos de los dominios, de modo que ese objeto metálico al menos temporalmente se convertirá en un imán. También sucede que
un imán externo puede hacer que algunos de los dominios crezcan a expensas de otros, y esto siempre sucede para que el resultado sea la atracción. En la imagen de arriba, por ejemplo, un imán de neodimio levita entre los dedos de una persona. El pequeño imán de neodimio se encuentra bajo un imán superconductor que se encuentra 2,5 metros arriba de él, que produce un campo magnético de 500 gauss en el lugar donde están los dedos (
los dedos se necesitan para que la levitación del imancito sea estable, porque al quitarlos el pequeño imán deja de levitar). En este caso,
el dominio de la materia de los dedos crece a expensas de otros imanes.
En la imagen vemos imanes artificiales con sus dominios muy bien definidos.
El hierro, níquel o cobalto tienen áreas internas que de por sí ya son como diminutos imanes, pero por lo general están magnéticamente orientadas al azar, y así, los efectos magnéticos se cancelan.
Los dominios magnéticos son posibles cuando los átomos tienen electrones no emparejados. Los electrones están dispuestos en pares en órbitas atómicas y moleculares. Cada uno es como un pequeño imán, pero
la orientación opuesta en relación con el otro electrón resulta en la cancelación de las propiedades magnéticas.
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| Acá se mira la disposición de los imanes para hacer flotar o levitar una ranita. |
Sin embargo, debido a una interesante cualidad de la física atómica, los átomos de algunos elementos poseen
gran cantidad de electrones no emparejados orientados magnéticamente de la misma manera en cada átomo. Si en un metal hay muchos átomos como éste (con la misma orientación magnética), entonces existe el dominio magnético. Sin embargo, algunos elementos con átomos que tienen muchos electrones no emparejados no forman dominios magnéticos fácilmente y no son muy atraídos por los imanes.
Quizás te guste más esta explicación:
El magnetismo es causado por el flujo de energía eléctrica en forma de electrones. En los imanes naturales la mayoría de los electrones en los átomos de un elemento magnético fluyen en una misma dirección, lo que crea un campo magnético.
El mismo principio básico se aplica a los electroimanes artificiales: simplemente los electrones fluyen a través de un alambre en la misma dirección para causar la formación de un campo magnético.
La verdad es que los imanes artificiales atraen mucho más que al hierro. De hecho, los campos magnéticos tienen un nivel de atracción o repulsión en todos los átomos que caen dentro de su rango. Por ejemplo, un imán puede atraer el oxígeno (comprobado -
en estado gaseoso, el oxígeno se mueve muy rápido para ser atrapado, pero en estado líquido puede ser atrapado entre los polos de un imán).
Y, ¿ya habrán visto a una ranita (que es diamagnética)
en gravitación por los efectos de imanes?
