Magnetismi aiheutuu atomin elektronien pyörimisliikkeestä.

Johtaako liike magneettisuuteen vai ei, riippuu eri elektronien yhteisvaikutuksesta.

Bohrin atomimallin mukaan sähköisesti varautuneet elektronihiukkaset pyörivät sekä atomin ytimen että itsensä ympäri. Jokainen elektroni synnyttää näiden pyörimisliikkeiden tuloksena ympärilleen magneettikentän. Atomin ympärille kehittyvä magneettikenttä on siis elektronien kenttien summa.

Useimmissa materiaaleissa elektronit ovat kuitenkin järjestäytyneet kehille pareittain siten, että niiden pyörimissuunnat ovat vastakkaiset. Tällöin niiden magneettikentät kumoavat toisensa, ja siksi useimmat materiaalit ovat epämagneettisia.

Tietyissä erityistapauksissa elektronit ovat järjestyneet siten, että samalla kehällä on yksi tai useampi ”pariton” elektroni. Tämän tuloksena atomille kehittyy ulkoinen magneettikenttä, eli se on magneettinen. Näitä erityistapauksia ovat niin sanotut transitiometallit, kuten rauta, koboltti ja nikkeli, sekä jotkin harvinaiset maametallit, kuten gadolinium ja terbium. Koska ilmiö aikoinaan havaittiin raudassa ja sen yhdisteissä, edellä lueteltuja kutsutaan ferromagneettisiksi metalleiksi.


Julkaistu Tiede-lehdessä 8/2007

Vastaaja:


Martti Paju


johtaja


Magneettiteknologiakeskus, Pori