Kemagnetan Bahan dan Bumi – Dalam topik ini, kalian akan belajar tentang kemagnetan bahan. Kalian tentu tidak asing lagi dengan magnet bukan? Apa sih magnet itu? Nah sebagai contoh jika kalian memiliki magnet, coba dekatkan magnet tersebut ke arah besi atau logam lain di sekeliling kalian. Apa yang akan terjadi? Besi tersebut pasti akan tertarik sehingga menempel pada magnet yang kalian bawa. Itulah sifat utama magnet yang dapat kita lihat.
Kemagnetan Bahan
Pada dasarnya, magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan (S). Magnet akan mengalami gaya tolak saat kutub sejenis (U-U/ S-S) didekatkan, dan akan mengalami gaya tarik saat kutub yang tidak sejenis didekatkan (U-S/ S-U). Ternyata tidak setiap benda dapat ditarik oleh magnet. Mengapa bisa demikian? kalian akan mempelajarinya pada ulasan berikutnya dalam topik ini. Apa saja sih benda-benda yang dapat ditarik magnet? Contoh mudahnya adalah besi, sedangkan contoh benda yang tidak dapat ditarik magnet adalah kayu, kertas, dsb. Selanjutnya apakah hal yang menyebabkan sebuah benda dapat dijadikan magnet? Mari kita pelajari. Seperti apa pula benda-benda dapat dijadikan magnet? Simak ulasan berikut.
A. Diamagnetisme
Pada dasarnya, sebuah benda tersusun atas partikel-partikel kecil yang kita sebut atom. Atom terdiri dari inti atom dan elektron yang berputar mengelilinginya. Nah, sifat magnet suatu benda sangat dipengaruhi oleh keberadaan elektron ini. Gerakan elektron selalu mengorbit/ berputar mengelilingi inti. Akibat putaran elektron tersebut, setiap benda akan mengalami tolakan terhadap kekuatan magnet yang mengenai dirinya.
Selain berputar mengelilingi inti atom, setiap elektron juga memiliki momen magnet. Eitss, saat ini kalian tidak perlu tahu dulu apa itu momen magnet, ada waktu tersendiri bagi kalian untuk mempelajarinya. Intinya adalah momen magnet ini dimiliki oleh setiap magnet. Nah, pada benda-benda yang tidak bersifat magnet, momen magnet yang ada di dalam benda tersebut saling menghilangkan. Dengan demikian, benda tidak dapat ditarik magnet atau benda akan mengalami tolakan magnet. Gejala penolakan magnet ini disebut diamagnetisme. Kita sering menyebut benda yang hanya mengalami gejala diamagnetisme sebagai benda yang tidak dapat menjadi magnet atau benda non-magnetik. Contoh benda diamagnetik adalah kayu.
B. Paramagnetisme
Selain diamagnetisme, beberapa benda juga dapat mengalami sifat paramagnetisme. Nah, gejala paramagnetisme ini juga diakibatkan oleh elektron dalam benda dan momen magnet. Pada beberapa benda, susunan elektron-elektron di dalamnya dapat berubah sehingga momen magnetnya saling menguatkan saat diberi kekuatan magnet dari luar (magnet eksternal). Gejala ini disebut paramagnetisme. Benda-benda yang mengalami gejala paramagnetisme akan menjadi magnet saat menerima kekuatan magnet eksternal. Akan tetapi, benda ini akan berubah lagi menjadi non-magnet saat magnet eksternal dihilangkan. Contoh benda-benda yang mengalami gejala paramagnetisme ini adalah aluminium. Benda-benda seperti aluminium ini disebut benda paramagnetik.
C. Feromagnetisme
Terdapat satu lagi gejala yang dialami benda terkait magnet. Gejala ini disebut feromagnetisme. Gejala ini sama dengan paramagnetisme. Bedanya adalah momen magnet benda feromagnetik selalu menguatkan meskipun tanpa magnet eksternal, sehingga benda ini dapat menjadi magnet permanen dan dapat ditarik magnet dengan sempurna. Bahan-bahan yang mengalami gejala feromagnetisme disebut benda feromagnetik. Contoh benda feromagnetik adalah besi, nikel, dan kobalt.
Kemagnetan Bumi
Sampai sejauh ini, kita telah mempelajari semua tentang magnet, yaitu kemagnetan bahan, kutub magnet, dan cara membuat magnet. Pada topik ini kita akan belajar tentang magnet bumi. Apakah magnet bumi itu, dan apa perbedaannya dengan magnet alam? Mungkin kalian belum pernah mendengar mengenai magnet bumi ini. Atau kalian sudah pernah mendengar istilah magnet bumi tapi belum memahami maknanya. Nah, mari kita sama-sama pelajari maksud dari magnet bumi ini.
Magnet bumi berbeda dengan magnet alam. Jika magnet alam adalah batangan magnet yang terbentuk di alam, maka magnet bumi adalah magnet yang terletak di kutub-kutub bumi. Bumi juga memiliki medan magnet yang arahnya menuju bagian atas kutub. Salah satu akibat dari keberadaan magnet bumi adalah terbentuknya daerah kutub utara dan selatan magnet bumi. Magnet bumi inilah yang menjadi dasar pembuatan kompas sebagai penunjuk arah.
Kalian tahu kompas, kan? Kompas terbuat dari magnet yang dapat bergerak bebas. Kutub utara magnet kompas akan tertarik oleh kutub selatan magnet bumi yang terletak di kutub utara bumi. Kutub selatan kompas akan tertarik oleh kutub selatan magnet bumi yang terletak di kutub selatan bumi. Kutub selatan dan utara magnet bumi, tidak berimpit dengan kutub utara dan selatan bumi, sehingga penunjukan jarum kompas ke arah utara dan selatan tidak pernah tepat secara geografis. Penyimpangan ini dinamakan sebagai sudut deklinasi.
Gambar 1. Sudut deklinasi antara kutub utara bumi dan kutub selatan magnet bumi
Tepat di daerah khatulistiwa, jarum kompas akan terlihat seimbang, tetapi akan terlihat menyimpang ke atas atau ke bawah saat berada di kutub baik kutub selatan maupun utara bumi. Penyimpangan ini disebut sebagai sudut inklinasi. Sudut inklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap permukaan bumi. Hal ini dikarenakan kutub utara dan selatan bumi merupakan tempat keluar masuknya garis-garis magnet atau medan magnet bumi. Medan magnet adalah kekuatan magnet yang menyebar di dalam ruang. Berikut ini bentuk penyimpangan sudut inklinasi terhadap sumbu horizontal bumi.
Gambar 2. Sudut inklinasi terhadap bidang horizontal bumi
Garis-garis yang dibentuk medan magnet bumi tidak pernah tetap pada satu titik. Artinya, kutub utara dan kutub selatan magnet bumi selalu berubah-ubah koordinatnya. Pada tahun 2012 para ahli menentukan bahwa kutub utara magnet ada di daerah Kanada dan kutub selatan magnet ada di sekitar Benua Antartika. Bumi diibaratkan seperti magnet raksasa dengan cairan yang dapat mengantarkan listrik di dalamnya. Cairan ini terbentuk karena panasnya suhu di dalam bumi. Tidak hanya bumi, hampir sebagian besar planet lain juga bersifat magnetik. Terdapat beberapa hewan yang dapat mendeteksi medan magnet bumi dan biasa disebut magnetoseption. Beberapa hewan itu antara lain burung, kelelawar, kura-kura, dan hiu. Hewan-hewan ini biasanya menggunakan magnetoseption sebagai penunjuk arah bagi dirinya.