หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 56 – แม่เหล็ก (5)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


แม่เหล็ก

ก่อนตอบคำถาม ลองทวนความทรงจำของเด็กว่า ขั้วเหนือของแม่เหล็กถูกดูดไปยังขั้วใต้ของแม่เหล็ก เนื่องจากขั้วเหนือของแม่เหล็กของเข็มในเข็มทิศ ชี้ไปที่ขั้วเหนือทางภูมิศาสตร์ เข็มในเข็มทิศคงต้องถูกดูดโดยขั้วใต้ของแม่เหล็ก ดังนั้น ขั้วเหนือของภูมิศาสตร์ ต้องเป็นขั้วใต้ของแม่เหล็ก

ขั้วเหนือและขั้วใต้ในทางภูมิศาสตร์ เป็นสิ่งที่ถาวร ไม่เหมือนขั้วเหนือและขั้วใต้ของแม่เหล็กโลกซึ่งพลิกผัน (Flip) ไปทุกๆ 2 – 3 แสนปี ทำให้ขั้วเหนือของแม่เหล็กโลกกลายเป็นขั้วใต้ของแม่เหล็กโลก และก็เป็นจริงในทางกลับกัน (Vice versa) กล่าวคือทุกๆ 2 – 3 แสนปี ขั้วใต้ของแม่เหล็กโลกจะกลายเป็นขั้วเหลือของแม่เหล็กโลก

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบเรื่องนี้ เมื่อศึกษาพื้นมหาสมุทร (Ocean floor) ของสันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก (Mid-Atlantic Ridge) ซึ่งเก็บกักรักษา (Store) รูปแบบ (Pattern) นี้เป็นเวลายาวนานถึงหลายล้านปี ดังนั้น ในคราวหน้าเมื่อเราพูดถึงขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ต้องทำความเข้าใจว่า เรากำลังอ้างอิงถึงขั้วโลกทางภูมิศาสตร์ หรือขั้วแม่เหล็กโลกกันแน่

แล้วเจ้าแม่เหล็กนี้ ทำจากอะไร? แม่เหล็กมีความหลากหลายในเรื่องขนาด (Size) รูปร่าง (Shape) และสีสัน (Color) บ้างก็ชุบ (Plate) ด้วยสีเงิน สีดำ และแม้กระทั่งสีทอง แต่ทั้งหมดนี้มีอะไรร่วมกันบ้าง? มีวัสดุร่วม (Common) อะไรบ้างที่แม่เหล็กต้องมี เพื่อทำให้มันกลายเป็นแม่เหล็กถาวร?

หลักการง่ายๆ (Rule of thumb) ก็คือ ถ้าแม่เหล็กไม่สามารถดึงดูดวัสดุ (Substance) จนถึงจุดที่มันจะยึดติด (Stick) อย่างแข็งแกร่งกับแม่เหล็ก ก็จะไม่มีโอกาสที่แม่เหล็กจะทำจากวัสดุนั้น ตัวอย่างเช่น ถ้าแม่เหล็กไม่สามารถดึงดูดพลาสติก (Plastic) แม่เหล็กก็ไม่มีโอกาสทำจากพลาสติก แม้จะมีแม่เหล็กที่เคลือบ (Coated) ด้วยพลาสติก แต่พลาสติกก็ไม่เกี่ยวข้องกับการเป็นแม่เหล็ก แล้ววัสดุอะไรที่จำเป็นต่อการผลิตแม่เหล็กอย่างถาวรล่ะ?

แม่เหล็กอย่างถาวรทำจากวัสดุที่มีพลังแม่เหล็ก (Ferro-magnetic) เมื่อมันกลายเป็นแม่เหล็ก วัสดุดังกล่าวจะไม่สูญเสียคุณสมบัติ (Property) อย่างง่ายดาย นอกเสียจากว่า จะถูกทำให้ร้อนเหนือระดับอุณหภูมิหนึ่ง เนื่องจากรายการที่ประกอบด้วยวัสดุที่มีพลังแม่เหล็กสามารถถูกดึงดูดอย่างแข็งแกร่งโดยแม่เหล็ก วัสดุเหล่านั้นจึงสามารถใช้ผลิตแม่เหล็กอย่างถาวรได้

แม่เหล็กทุกวันนี้มิได้ผลิตจากวัสดุเดียวอย่างเช่นเหล็ก แต่ผลิตจากโลหะผสม (Alloy) ที่ประกอบด้วยวัสดุที่มีพลังแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น แม่เหล็กถาวรอาจรวมวัสดุอื่นที่ไม่มีพลังแม่เหล็ก อาทิ อลูมินัม (Aluminum) แต่ต้องประกอบด้วยวัสดุที่มีพลังแม่เหล็กด้วย แม่เหล็กอัลนิโก้ (Alnico) ซึ่งเป็นเหล็กถาวรที่เก่าแก่ที่สุด ประกอบด้วยอลูมินัม นิกเกิล โคบอลต์ และโลหะอื่นๆ

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Magnet - https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet [2017, July 20].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน