Những điều kỳ lạ về từ tính của nam châm có thể bạn chưa biết

Phần lớn chúng ta đều nghĩ rằng nam châm chỉ là những vật chất kim loại có khả năng “đặc biệt” là hút hoặc đẩy các hợp kim hay kim loại thông qua từ trường. Tuy nhiên, đây chỉ là một phần hiểu biết mang tính phổ thông về nam châm và còn vô vàn những điều kỳ thú khác mà ít ai biết về chúng. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn thêm những thông tin cũng như hiểu biết bổ ích về từ tính của nam châm trong thế giới “muôn màu, muôn vẻ” mà chúng ta đang sống.

CHỈ MỘT VÀI KIM LOẠI VÀ HỢP KIM LÀ CÓ TỪ TÍNH

Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh, chỉ có ba nguyên tố kim loại sau được công nhận là có từ tính, bao gồm:

• Sắt
• Coban
• Niken

Và một vài hợp kim như:

• Một số loại thép
• Một số loại thép không rỉ (dùng trong các ngành sản xuất ô tô, vật liệu xây dựng,…)
• Các hợp kim được sử dụng phổ biến để chế tạo nam châm như Ferrite, Alnico, Permalloy (một dạng hợp kim của Niken và sắt)

Các kim loại và hợp kim kể trên, khi được làm nhiễm từ, sẽ tạo nên từ trường. Chúng thường được biết đến với tên gọi là “sắt từ”. Ở trạng thái bình thường, những kim loại này thường không phát ra từ tính mà chúng sẽ bị hút vào những đồ vật sản sinh ra từ trường. Về cơ bản, sau khi trải qua quá trình từ tính hóa, bản thân chúng sẽ trở thành những viên hoặc thanh nam châm.

Điều đáng lưu ý ở đây chính là làm sao để nhận biết một kim loại nào đó có phải là sắt từ hay không. Trong một số trường hợp, những thành phần sắt từ có trong hợp kim như thép lại vô cùng hữu dụng trong việc hút hoặc đẩy các vật chất kim loại khác. Tuy nhiên, nếu bạn không muốn xảy ra những tương tác từ tính giữa các vật chất khác nhau thì bạn có thể cân nhắc không để những hợp kim nhiễm từ mạnh ở gần nhau.

YẾU TỐ NÀO TẠO NÊN TỪ TÍNH CỦA NAM CHÂM?

Chỉ có các loại sắt từ mới có thể bị nhiễm từ. Ở trạng thái thông thường, các nguyên tử của sắt từ thường không liên kết với nhau mà nhưng lại cần được từ tính hóa. Có nghĩa là, khi làm cho một thanh kim loại nhiễm từ, bạn sẽ tạo ra được một trong ba loại nam châm sau:

• Nam châm vĩnh cửu – sở hữu từ tính ổn định, hầu như không bị mất đi, tồn tại mãi mãi
• Nam châm tạm thời – sở hữu từ tính mạnh nhưng tồn tại ngắn hạn, không bền vững

Nhiều kim loại phổ biến như nhôm, đồng, đồng thau, vàng, bạc, titan, vonfram và chì không phải là sắt từ. Chúng không thể tạo thành nam châm và sẽ không bị từ trường hút.

Cần đề cập thêm là các loại nam châm tạm thời không được sử dụng rộng rãi hiện nay do chúng chỉ có thể tạo được từ trường trong những điều kiện nhất định (chẳng hạn như nam châm điện chỉ có thể hoạt động khi có dòng điện chạy qua).

MÁY DÒ KIM LOẠI HOẠT ĐỘNG NHỜ VÀO TỪ TÍNH

Loại máy này không chỉ có thể dò tìm được những kim loại không sở hữu từ tính như vàng, bạc, đồng và nhôm và cả những kim loại bị thu hút bởi từ trường, hay nói cách khác là phát ra từ tính như sắt, coban hay niken. Bởi lẽ, các kim loại sở hữu từ tính chỉ bao gồm hai loại chính:

• Sắt từ
• Các kim loại nghịch từ hoặc kim loại thuận từ

Vì vậy, máy dò tìm kim loại sẽ hoàn toàn phù hợp nếu bạn là một tay săn tìm kho báu, cổ vật, phá hủy bom, mìn hoặc có sở thích đào bới lung tung những vật gia dụng được chôn sâu dưới lòng đất.

TRÁI ĐẤT CHÍNH LÀ MỘT NAM CHÂM VĨNH CỬU KHỔNG LỒ

Có thể bạn chưa từng nghe đến hoặc chưa hình dung được nhưng Trái đất mà chúng ta đang sống lại chính là một chiếc nam châm tự nhiên đồ sộ. Vào năm 1600, nhà vật lý học người Anh William Gilbert đã đưa ra giả thuyết rằng quả địa cầu của chúng ta trông không khác gì một nam châm với hai cực Nam, Bắc riêng biệt. Ông đã tiến hành một số thử nghiệm dựa trên mô hình thu nhỏ của Trái đất và phát hiện ra điều lý thú là tại mọi địa điểm ngoại trừ hai địa cực thì la bàn sẽ đều chỉ về hai hướng nhất định là Bắc hoặc Nam.

Trớ trêu thay, điều mà ông biết được thông qua thí nghiệm trên đã được người Trung Hoa cổ đại khám phá ra cách đó hàng thế kỷ và vận dụng trong việc chế tạo ra la bàn, thứ đã trở thành một vật dụng không thể thiếu của bất kỳ thủy thủ nào lênh đênh trên đại dương lúc bấy giờ.

TỪ TÍNH GÓP PHẦN CẢI TIẾN NĂNG LỰC CỦA ROBOT

Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) gần đây đã cho ra đời mẫu robot có thể bật nhảy lộn ngược mà vẫn giữ được thăng bằng hay thậm chí tiếp đất bằng bốn “chân” như loài mèo khi được thả từ trên cao xuống. Sở dĩ người máy này có thể làm được như thế là nhờ vào một công nghệ được gọi là “kết dính từ tính” được tích hợp ở phần chân. Điều này giúp cho robot có thể thực hiện các động tác phức tạp đã được lập trình một cách chính xác và linh hoạt, mở ra nhiều tiềm năng mới trong việc phát triển trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm thay thế con người trong việc kiểm tra độ vững chắc của các kết cấu nhà cửa và nhiều mục đích khác.

Hy vọng rằng sau khi đọc đến đây thì bạn đã phần nào hiểu thêm về những tính chất cũng như ứng dụng mới mẻ, sáng tạo của từ tính mà nam châm sở hữu đang hiện hữu trong hầu khắp mọi khía cạnh của đời sống hiện nay.