Magnetismi = sähköä
Kaikessa on magneettikenttiä – mutta kaikki aine ei silti ole magneettista. Kentät syntyvät, kun atomien sähköisesti varautuneet elektronit ikään kuin pyörivät itsensä ympäri, mutta useissa aineissa kentät kumoavat toisensa niin, että aine ei ole magneettista. Jos aine on magneettista, siitä voidaan tehdä magneetti sähkön tai voimakkaan magneettikentän avulla.
Monissa aineissa, esimerkiksi muovissa, kaikki elektronit sijaitsevat parittain. Kullakin pikku hiukkasella on oma magneettikenttänsä, mutta ne kumoavat toisensa, joten atomit eivät ole magneettisia.
Raudassa on neljä elektronia ilman paria, joka kumoaisi niiden magneettikentän. Elektronit toimivat kuin pienet sauvamagneetit ja tekevät raudasta magneettista, jolloin se reagoi, jos lähelle tuodaan magneetti.
Tavallisessa rautatangossa atomien magneettikentät sijaitsevat sikin sokin ja osoittavat joka suuntaan. Jos atomeihin vaikuttaa voimakas magneetti, se vetää kaikki pienet magneettikentät samaan suuntaan. Tällöin syntyvät pohjois- ja etelänapa ja rautatangosta tulee magneetti niin pitkäksi aikaa kuin voimakas magneettikenttä vaikuttaa siihen.
Rautatangosta voi tehdä sähkömagneetin myös kietomalla metallilankaa sen ympärille ja lähettämällä sen läpi tasavirtaa. Virta luo magneettikentän, joka kääntää atomien pienet magneettikentät samansuuntaisiksi ja luo kaksi magneettista napaa.
Magneetin pohjoisnapa vetää puoleensa toisen etelänapaa. Vastaavasti magneettien samanmerkkiset navat hylkivät toisiaan.
Kolme magneettista faktaa
"Vuosi 1820 oli tieteellisen urani onnellisin. Se oli vuosi, jolloin havaitsin sähkön magneettisen vaikutuksen."
Tanskalainen fyysikko
H. C. Ørsted
Maan maantieteellinen pohjoisnapa on samalla magneettinen etelänapa. Ne eivät ole ihan samassa kohdassa, koska magneettinavat siirtyvät ajan myötä.
Eläimillä, kuten linnuilla, kilpikonnilla, etanoilla, lepakoilla, sisiliskoilla ja haikaloilla, on herkkä magneettinen aisti, joka toimii sisäisenä kompassina. Sen avulla eläimet voivat suunnistaa Maan magneettikentän mukaan.
Useimmat metallit ovat magneettisia, mutta esimerkiksi kupari, alumiini ja lyijy eivät ole – eivät myöskään jalometallit hopea ja platina.
Maan magneettikenttä suojaa
Maan magneettikentän viivat ovat kuin kilpi, joka suojaa ihmisiä, eläimiä ja kasveja Auringosta ja avaruudesta tulevalta haitalliselta hiukkaspommitukselta. Ilman suojaa säteily tuhoaisi yläilmakehän otsonikerroksen ja Maahan asti pääsisi muun muassa vaarallista Auringon ultraviolettisäteilyä, joka aiheuttaa mutaatioita ja tauteja.
Tärkein Maan magneettikenttää ylläpitävä voima on Maan pyörimisliike. Kun maapallo pyörii, planeetan sisuksen geodynamo pysyy jatkuvasti toiminnassa.
Geodynamon pitää käynnissä Maan ulkoytimen nestemäinen rauta. Maan pyörimisliike saa raudan liikehtimään, ja kun magneettikenttä vetää puoleensa magneettista ja sähköä johtavaa ainetta, rautaan syntyy uusia sähköisiä virtauksia, jotka jälleen luovat uusia magneettikenttiä.
Magneettikenttä luo Maan ympärille kilven, jossa on etelänavalta pohjoisnavalle kulkevia kenttäviivoja. Kilpi taivuttaa aurinkotuulen hiukkasten rataa niin, että suurin osa säteilystä ei osu Maahan.
Aurinkotuuli koostuu lähinnä suurienergiaisista protoneista ja elektroneista, jotka voivat aiheuttaa syöpää. Aurinkotuuli puristaa magneettikenttää niin, että se painuu voimakkaasti Maata kohti Maan Aurinkoon kääntyvällä puolella.