Substancje ze względu na ich oddziaływanie z zewnętrznym polem magnetycznym możemy podzielić na trzy główne rodzaje:

- Ferromagnetyki – są silnie przyciągane przez magnes. Należą do nich np. żelazo, nikiel, kobalt.

- Paramagnetyki – są przyciągane przez magnes, ale znacznie słabiej niż ferromagnetyki. Należą do nich np. aluminium, cyna, magnez.

- Diamagnetyki – są słabo odpychane przez magnes. Należą do nich np. węgiel, woda, miedź.

Ferromagnetyki mogą być przyciągane przez magnes ze względu na ich budowę – składają się on z tzw. domen magnetycznych, czyli namagnesowanych obszarów o różnych kierunkach namagnesowania. Bez obecności zewnętrznego pola magnetycznego kierunki namagnesowania domen są przypadkowe i w związku z tym ich oddziaływania się znoszą. W chwili zbliżenia magnesu do ferromagnetyka domeny magnetyczne ustawione zgodnie z kierunkiem zewnętrznego pola magnetycznego się powiększają, a pozostałe zmniejszają (patrz Rys. 1.). To sprawia, że ferromagnetyk staje się namagnesowany (sam niejako staje się magnesem) i jest on wówczas przyciągany przez zewnętrzny magnes.

Rys. 1.

Domeny magnetyczne istnieją tylko do osiągnięcia określonej temperatury charakterystycznej dla danej substancji, powyżej tej temperatury (zwanej temperaturą Curie) ulegają rozpadom – wtedy ferromagnetyk staje się paramagnetykiem.

Aby opisać właściwości magnetyczne substancji w sposób ilościowy używamy pojęcia względnej przenikalności magnetycznej danej substancji – oznaczamy ją symbolem  (wprowadziliśmy już tę wielkość fizyczną w rozdziale 12.2). Gdy umieścimy daną substancję w zewnętrznym polu magnetycznym , to pole w jej wnętrzu przyjmuje inną wartość równą . Może ona być mniejsza lub większa od  w zależności od rodzaju substancji, z którą mamy do czynienia (dla ferromagnetyków może ona być nawet tysiące razy większa niż ). Przy stosunkowo niskich wartościach pola zewnętrznego , wartość indukcji pola  wewnątrz rozpatrywanej substancji jest wprost proporcjonalna do indukcji pola zewnętrznego, a współczynnikiem proporcjonalności między nimi jest wspomniana względna przenikalność magnetyczna danej substancji , zatem:

Dla diamagnetyków współczynnik  jest bliski jedności, ale nieco od niej mniejszy – pole magnetyczne  wewnątrz diamagnetyka jest zatem mniejsze od . Dla paramagnetyków  jest nieznacznie większa od jedności – pole  wewnątrz paramagnetyka jest zatem nieco większe od . Dla ferromagnetyków względna przenikalność magnetyczna jest dużo większa niż 1, a pole  w ich wnętrzach może być tysiące razy większe niż zewnętrzne pole .

Ferromagnetyki i paramagnetyki są wciągane w obszar zewnętrznego pola magnetycznego i wzmacniają to pole, diamagnetyki są z kolei wypychane z zewnętrznego pola magnetycznego. To sprawia, że można wykorzystać je w celu uzyskiwania zjawiska zwanego lewitacją magnetyczną, w której to można zawiesić jakiś przedmiot, tak aby lewitował on w powietrzu.

Fakt, iż ferromagnetyki znacznie zwiększają zewnętrzne pole magnetyczne sprawia, że znajdują one szerokie zastosowanie np. w elektromagnesach. Elektromagnes to zwojnica, wewnątrz której znajduje się rdzeń wykonany z ferromagnetyka. Gdy przez zwojnicę zaczniemy przepuszczać prąd elektryczny, to stanie się ona źródłem pola magnetycznego, które dodatkowo zostanie wielokrotnie wzmocnione wskutek obecności w jej wnętrzu ferromagnetyka – dzięki temu możemy uzyskiwać bardzo silne pola magnetyczne.

Ferromagnetyk po wyjęciu z pola magnetycznego dalej pozostanie namagnesowany, jednak to jak silne i trwałe jest to namagnesowanie zależy od rodzaju ferromagnetyka. W przypadku ferromagnetyków twardych to namagnesowanie jest silne i trwałe (wykorzystujemy je np. do produkcji magnesów trwałych), a dla ferromagnetyków miękkich namagnesowanie to jest bardzo słaby – właśnie te ferromagnetyki wykorzystuje się m. in. w elektromagnesach.

Ferromagnetyki znajdują ponadto zastosowanie np. w niektórych typach dysków twardych (jako pamięć magnetyczna), prądnicach, głośnikach itp.

Jeśli jesteś zainteresowany/a dodatkowymi materiałami dotyczącymi tego zagadnienia, to pod poniższym linkiem znajdziesz płatne (60 zł) dwugodzinne nagranie z omówieniem teorii i rozwiązaniami zadań maturalnych w tej tematyce:

https://szkolamaturzystow.pl/kurs/kurs-maturalny-fizyka-elektromagnetyzm-1