تجربتنا اليومية مع الأسلاك وأنابيب المعدن وأواني المطبخ توحي بأن النحاس ليس مغناطيسيًا، ولكن تجارب غير تقليدية تظهر سلوكًا غريبًا للنحاس حول الحقول المغناطيسية إذًا، هل النحاس فعلاً مغناطيسي أم لا؟ وكيف يتفاعل مع المغناطيس؟ دعونا نكشف لغز هذا السلوك الغامض.
فهم الخصائص المغناطيسية
تمتلك جميع العناصر خصائص مغناطيسية، لكن المعادن المعترف بها عموماً كمغناطيسية – مثل الحديد والنيكل والكوبالت – تُعرف بالمغناطيس الدائم. وهو يتفاعل بشكل قوي مع الحقول المغناطيسية ويشكل المغناطيسات الدائمة.
لكن هناك أنواعًا أخرى من المغناطيسية، أضعف بكثير، حسبما يقول مايكل كوي، أستاذ الفيزياء. فالعديد من العناصر تكون مغناطيسية طاردة أو جمة، وهي تتفاعل بشكل أضعف مع المغناطيس.
طبيعة النحاس المغناطيسية
يندرج النحاس تحت فئة المواد المغناطيسية الجمة. ومع ذلك، يعتمد تصنيفه على سلوك الإلكترونات. النحاس يحتل المركز التاسع في الجدول الدوري، ويتوقع أن يكون لديه إلكترونات في الأفقيات s و d. وهذا يعني أن جميع إلكترونات d في النحاس مقترنة، وليس لديها لحظة مغناطيسية، لذا لا نرى سلوك مغناطيسي في حياتنا اليومية.
التفاعل الكهرومغناطيسي
على الرغم من عدم وجود المغناطيسية الدائمة، يتفاعل النحاس بشكل فريد مع المغناطيسات بسبب تكوينه الإلكتروني. تغيير المجال المغناطيسي يؤدي إلى إنتاج تيار كهربائي داخل النحاس، ونظرًا لقلة مقاومته الكهربائية، يتدفق التيار بسهولة، وهو ما يستخدم في مجموعة من التطبيقات اليومية.
مقاومة النحاس
“يؤدي تغير المجال المغناطيسي إلى إنتاج تيار داخل موصل”، يشرح إرنستو بوسكي، فيزيائي في المختبر الوطني العالي للمجال المغناطيسي في فلوريدا. “ونظرًا لأن النحاس لديه مقاومة كهربائية منخفضة جدًا، يمكن أن يتدفق التيار بسهولة داخله”.
إن الإلكترون المقترن في أفقية s يجعل النحاس موصلًا ممتازًا للتيار الكهربائي. ويُعرف هذا التأثير باسم التحفيز الكهرومغناطيسي، وهو جوهر كيفية توليد الكهرباء والتفاعل مع المغناطيس في حياتنا اليومية.
الاستنتاج الأخير
إذاً، يُمكن القول إن النحاس ليس مغناطيسيًا بشكل دائم، ولكن تفاعله الفريد مع المغناطيسات يجعله مادة مثيرة للاهتمام في مجالات التطبيقات الكهرومغناطيسية في حياتنا اليومية.