Opfindelsernes Bog/Magnetismen.
Magnetismen.

<div style="text-align: justify; max-width: 45em"> 
Indledende Bemærkninger. Der findes i Naturen en Sten, som er mørk og uden Glans, men som dog er meget mere værdifuld end de kostbareste Diamanter. Den kan hverken anvendes til Smykker eller forarbejdes til noget Slags Redskab; den Nytte, som den gjør, maa altsaa tilskrives ganske ejendommelige Egenskaber ved den. Naar man lader en saadan Sten glide hen gjennem en Æske med Jernfilspaaner, mærker man ogsaa snart, at den maa være i Besiddelse af mærkværdige Kræfter; thi en stor Mængde af Filspaanerne hæfte sig fast ved den og tage sig ud som om det var Skjæg, der pludseligt var voxet ud af Stenen; de gruppere sig derhos navnlig paa to modsatte Steder. Naar vi lægge Stenen paa et Stykke Træ, der flyder paa Vandet, vil den, hvorledes vi end dreje Træstykket, altid vende sig og vise i en bestemt Retning, saaat et vist Punkt stedse peger mod Nord, og et vist stedse mod Syd. Og disse to mærkværdige Punkter, som paa Grund af de Stillinger, de indtage, kaldes Nordpol og Sydpol, ere netop dem, hvortil Filspaanerne navnlig fæste sig.
Vi behøve vel næppe at sige, at denne Sten er det under Navn af Magnet eller Magnetsten bekjendte Mineral. Det er et Slags Jernmalm, der rimeligvis skylder Lynets Paavirkning sine ejendommelige Egenskaber, og som er et Jernilteoxydul, en Forbindelse, der kun adskiller sig fra almindelig Jernrust ved at indeholde en Smule mindre Ilt. Dets Navn skriver sig fra den lydiske By Magnesia, i hvis Nærhed man først skal have fundet denne Malm; den blev ogsaa kaldt den lydiske Sten, Herkules' Sten m. m. og benyttedes allerede af Oldtidens Præster til deres religiøse Bedragerier.
Lucretius fortæller om Jernringe, der vare ophængte i Templernes Loft, saaledes at den ene bar den anden blot ved Tiltrækningskraften i Berøringspunkterne. Man overdrev som sædvanligt de Kræfter, hvoraf Magnetstenen var i Besiddelse, og i mærkværdig lang Tid troede man paa Fablerne om store Magnetbjerge, der skulde ligge i Oceanet og være i Stand til at føre Skibene ud af deres Kurs for derpaa pludseligt, naar Skibet var kommet nær nok, at trække alle Jernnagler ud af Fartøjet, der saaledes maatte gaa til Grunde.
I Europa synes man i Begyndelsen kun at have beundret Magnetens Bærekraft; havde man kjendt dens ejendommelige Retningsevne, laa dens Anvendelighed paa Rejser tillands og tilvands saa nær, at man vel ikke ret vel kunde have overset den. Kineserne synes derimod allerede 1000 Aar eller endnu længere før vor Tidsregning at have anvendt smaa magnetiske Apparater til at vise dem Vej over de vidtstrakte Stepper, idet en lille Figur, der var anbragt paa dem, stadigt viste med den ene Haand mod Syd. I det 3die Aarhundrede e. Kr. benyttede Kineserne allerede en Magnetnaal, der var ophængt i en Silketraad. I Europa og vel navnlig først her i Norden benyttede man i Begyndelsen selve Magnetstenen, som man enten ophængte i en Traad eller lagde paa et lille Stykke Træ, som flød i en Beholder med Vand. I en gammel fransk Roman fra Aar 1180 omtales Magneten under Navn af Marinette, hvilket synes at tyde paa, at den brugtes i Søfartens Tjeneste.
Æren for Magnetnaalens egentlige Indførelse i Søfarten tilskriver man i Almindelighed en vis Flavio Gioja fra Amalfi, der levede omtrent Aar 1300. Andre have dog paastaaet, at denne Ære tilkommer Marco Polo, der i Kina havde lært Brugen af Magneten. Her i Norden kaldtes Magneten tidligt Leitstain eller Leitarstain, paa Grund af dens Evne til at vejlede, og rimeligvis har den allerede langt tilbage i Tiden været kjendt i Norge og Sverig; Magnetstenen findes nemlig mange andre Steder end i Lydien; man træffer den saaledes i store Masser ved Arendal, Danemora, i Siberien, England, Harzen ved Pirna o. s. v., hvor Magnetstenen, som overalt har de omtalte Egenskaber i lige høj Grad, bearbejdes som den bedste Malm til Udvinding af Jern.

De naturlige Magneter. De opnaa først deres fulde Kraft efterat de ere komne op af Gruberne. Man kan forstærke deres Tiltrækningskraft i betydelig Grad ved at forsyne begge deres Polsider med Jernskiver, som skyde ud i to tykkere Ender, der ligge nær ved hinanden. Disse to Ender, Fødderne, forenes ved et Jernstykke, Ankret, og en Magnet, der er armeret paa denne Maade, er ofte i Stand til at bære mere end 200 Gange saa meget som uden Arme­ring (Fig. 326).
Endskjøndt det gjælder som Regel, at enhver Magnet kun har to Poler, en Nordpol og en Sydpol, og at der imellem disse findes et neutralt Bælte, hænder det dog undertiden, at der findes flere Punkter med større Tiltrækningskraft, altsaa flere Poler; dette er imidlertid dog kun sjeldent Tilfældet og skriver sig fra Uregelmæssigheder i Magnetismens Fordeling i Stenen.
Tiltrækningskraften udstrækker sig dog ikke alene til Jern og Staal; Nickel og Kobolt paavirkes ogsaa, men kun svagt af Magneten, ja, Faraday og flere andre Fysikere have paavist, at Magnetismen udøver en kjendelig Indflydelse paa alle Legemer. Denne Indflydelse viser sig ved nogle Legemer som en ejendommelig frastødende Kraft, som man har kaldt Diamagnetisme.

Polernes Egenskaber. Vi have ovenfor omtalt at enhver Magnet i Reglen har to Poler. En Magnet med kun en Pol findes ikke. De to Poler, Nordpolen og Sydpolen, have forskjellige Egenskaber; Magnetismen i dem er ikke ens. To Nordpoler ville nemlig frastøde hinanden; det samme er ogsaa Tilfældet med to Sydpoler. Nærme vi derimod en Nordpol til en Sydpol, ville disse tiltrække hinanden. De magnetiske Kræfter ere imidlertid ikke alene uensartede i de to Poler, men de ere endogsaa hinanden modsatte; det vil sige, de ophæve hinandens Virkninger ligesom den positive og negative Elektricitet. Ophænge vi saaledes et Stykke Jern under en Magnets Nordpol, og nærme vi til denne Pol en anden Magnets Sydpol, falder Jernet fra, naar de to Poler have samme Styrke.

Magnetismens Virkning paa Jern og Staal. Kunstige Magneter. Ophænge vi en lille Jernstang ved en Magnetpol, bliver Jernet selv til en Magnet og det saaledes, at der i den Ende af Jernet, der berører Magneten, dannes en Pol, der er modsat den Magnetpol, der bærer Jernet, medens den Ende af Jernstangen, der er fjernest fra Magnetpolen, faar en Pol af samme Art som denne (Fig. 327). Fjernes Jernet fra Magneten, taber det strax sin Magnetisme.
Staal bliver ligeledes magnetisk, naar det er i Berøring med en Magnet; men det er dog langt mindre modtageligt for Magnetisme end Jernet, navnlig naar det er hærdet. Paa den anden Side bevarer Staalet den Magnetisme, det en Gang har modtaget. En Staalstang, der er bleven magnetisk, kaldes en kunstig Magnet.
Til at gjøre en Staalstang magnetisk har man flere Fremgangsmaader. Den simpleste bestaar i at stryge Stangen med en Magnetpol stadig i samme Retning. Den Ende af Staalstangen, hvor man begynder Strygningen, faar da en Pol af samme Navn som den, med hvilken der stryges. Skal man frembringe en stærk Magnetisme, bruger man i Almindelighed at lægge Staalstangen mellem Polerne af en stærk Elektromagnet, en Jernstang, der er gjort til en Magnet ved at omkredses af en elektrisk Strøm. Magnetiseringen fremmes ved at slaa Staalstangen med en Træhammer.

Magnetismens Theori. Bryder man en Magnet over i dens Ligevægtsrum eller det Bælte mellem Polerne, hvor der ikke findes nogen Tiltrækning, bliver hver af de to Halvdele ikke desto mindre to fuldstændige Magneter med en Nord- og Sydpol. I hvor smaa Dele Magneten end deles, ere de mindste Dele dog alle Magneter med to Poler. Man har forklaret dette ved at antage, at hver enkelt lille Molekule i en Magnet er en fuldstændig Magnet. I de naturlige og kunstige Magneter skulle da alle disse Molekulemagneter vende de samme Poler samme Vej. Derved vil man kunne forstaa, at der ingen Tiltrækning findes i Midten, hvor der er lige lang Afstand til to uensartede Poler, hvis Virkninger hæve hinanden, medens Magnetismen i de Poler, der danne Endefladerne af Stangen, ikke ophæves og derfor virker kraftigst.
I Jernet og Staalet ere alle disse Smaamagneter ordnede uregelmæssigt, saaat de ikke kunne vise nogen ydre Virkning. Sætter man derimod en Magnet til Jernet f. Ex. i en Nordpol, drejer denne alle Smaamagneterne saaledes, at de vende Sydpolerne mod Magneten og Nordpolerne den modsatte Vej. I Jernet vende Smaamagneterne atter tilbage til deres oprindelige Stilling, naar Magneten fjernes, hvorimod de i Staalet blive i deres nye Stilling. Af denne Theori kan man tillige forklare sig, at Stød kunne fremme Staalets Modtagelsesevne for Magnetismen, idet den derved fremkaldte Rystelse hjælper til at dreje Smaamagneterne.

Armeringer. En Magnets Styrke kan efterhaanden svækkes f. Ex. ved Temperaturforandringer eller ved Jordmagnetismen. For at hindre Magneten i at miste sin Kraft armeres den ved et Anker, det vil sige et Stykke blødt Jern. Har Magneten Form af en Hestesko (Fig. 328), lægges Ankret blot mellem dens Poler; disse virke da fordelende paa Ankeret, der atter virker tilbage paa Magneten. Lige Magnetstænger lægges parallele med de modsatte Poler samme Vej; imellem disse lægges der et Stykke blødt Jern. Hvorledes de naturlige Magneter armeres er ovenfor omtalt.

Kompasset er i det væsentlige ikke andet end en magnetiseret Staalnaal, der er anbragt saaledes, at den frit kan bevæge sig omkring sit Ophængningspunkt. Den bestemte Retning, som Naalen altid indtager, naar den overlades til sig selv, tjener til Vejledning i mange forskjellige Tilfælde. Det benyttes ikke alene af Søfarende, men ogsaa af Ingeniører ved deres Maalinger oven paa Jorden, af Bjergfolk ved Maalinger under Jorden, af Geologer for at bestemme Bjergformationernes Retning og Heldning, af Rejsende paa Land, af Astronomer og Naturforskere, og Kompasset er da ogsaa indrettet forskjelligt efter den forskjellige Anvendelse, man vil gjøre af det. Snart er Naalen ophængt i en Traad, snart svinger den paa en lodret Spids o. s. v. Den simpleste Form er den, hvor Magnetnaalen er forsynet med en lille Staal- eller Agathætte, der drejer sig paa Spidsen af en lodret Stift. Under Naalen befinder der sig en inddelt Skive, paa hvilken man kan aflæse Afvigelsens Størrelse.

Om Skibskompassets særlige Indretning se II. Bind, Side 349—356.

Jordmagnetismen. Søger man efter Aarsagen til Magnetnaalens Retning, vil det strax blive klart, at den maa tilskrives en ydre Virkning. Thi, hvor mægtig end den Kraft er, som virker inden i et Legeme, vil den jo dog aldrig være i Stand til hverken at bevæge det eller give det en bestemt Retning, medmindre den paa en eller anden Maade kan faa et fast Støttepunkt udenfor Legemet. Og, da man nu let kan udfinde, at der ikke gives nogen anden Kraft, som formaar at bringe en Magnet ud af dens Retning, end Magnetismen selv, ligger det nær at antage Jordens magnetiske Beskaffenhed som Aarsag til den magnetiske Retningskraft, som man kan iagttage over hele Jorden og saa højt op i Luften, som Mennesker nogensinde ere naaede.
Jorden forholder sig som en stor Magnet; den har to Poler, af hvilke den ene maa ligge i Nordpolens, den anden i Sydpolens Nærhed. Naar vi sammenligne Jorden med en virkelig Magnet og kalde den Pol, der ligger i Nærheden af Jordens Nordpol, den magnetiske Nordpol, vil den Ende af Magnetnaalen, der vender hen imod den, altsaa egentlig være Sydpolen. Vi kalde den dog ikke saaledes men benævne den efter den Himmelegn, den viser hen imod. Denne Benævnelse er urigtig, men kan dog ikke virke forstyrrende.
Det er bestandigt en af Fysikens vigtigste Opgaver at komme til mere Klarhed med Hensyn til Jordens magnetiske Tilstand; thi vi have her at gjøre med en almindeligt virkende Kraft, hvis Indflydelse paa Jordens Forhold vi ikke engang endnu ere i Stand til at overskue. Særlig stærkt fremtrædende Fænomener, som f. Ex. Nordlyset, give os dog et tydeligt Vink om den store Betydning, man kan tillægge Magnetismens Indflydelse. Humboldt har navnlig indlagt sig store Fortjenester af denne Del af vor Kundskab om Jorden. Paa hans Opfordring er der over hele Jorden blevet lagt et Net af meteorologiske Observatorier, hvor man efter en bestemt Plan og paa bestemte Tider maaler og optegner Lufttrykket, Luftens Fugtighed, Temperaturen, Vindens Retning o. s. v., men fremfor alt vor Planets magnetiske Forhold, saaat man, ved at kombinere de enkelte Iagttagelser, kan gjøre sig en nøjagtig Forestilling om Jordens Tilstand i Almindelighed, for saa vidt denne er afhængig af de nys nævnte Fænomener.
Og, ligesom Humboldt har henledet Opmærksomheden paa denne vigtige Sag og skaffet den en virksom Understøttelse, saaledes er der andre, som ved glimrende Observationsmethoder og sindrig Granskning af de vundne Resultater have beriget den endnu ganske unge Videnskab paa en udmærket Maade. Det er navnlig Gauss og Weber, der ved deres overalt benyttede lagttagelsesmethoder væsentligt have bidraget til at uddanne en af Naturlærens vigtigste Dele. Ved Hjælp af deres Opfindelser er det blevet muligt at efterspore denne Naturkrafts hemmelighedsfulde Virksomhed, selv om den foregaar Tusinder af Mile fra os.

Med Hensyn til Magnetnaalens Deklination, Inklination, sekulære og daglige Afvigelser m. m. henvise vi til II. Bind, Side 356—359.

Nordlyset er et Fænomen, som man aldeles ikke kunde forklare sig i ældre Tider, og som paa Grund af Uvidenhed og Overtro betragtedes med en Følelse af Skræk. Vi kunne ganske vist endnu ikke give en aldeles fyldestgjørende Forklaring paa alle de Fænomener, der indtræffe under et Nordlys, men saa meget vide vi dog, at Nordlyset staar i det nærmeste Forhold til Jordens magnetiske Tilstand, og at det mest passende kan betragtes som et magnetisk Uvejr, under hvilket de forstyrrede Forhold atter søge at bringe hinanden i Ligevægt.
Under vore Bredegrader viser Nordlyset sig ikke videre ofte og ialtfald kun sjeldent videre stærkt, men under nordligere Brede, navnlig i Polaregnene, viser det sig næsten hver Aften, og da ofte med en forbavsende Styrke og Klarhed.
Den spektroskopiske Undersøgelse af Nordlyset har vist, at Lysbuens Spektrum fortrinsvis bestaar af en eneste klar, gulgrøn Linie, der ligger mellem de Fraunhoferske Linier D og F. Samme Linie har Ångström opdaget i Zodiakallysets Spektrum; den stemmer ikke overens med nogen anden af de os bekjendte Linier.
De Grænser, indenfor hvilke et og samme Nordlys er synligt, ere ofte meget vidt fjernede fra hinanden, og heraf kan man slutte sig til den store Højde, hvori den magnetiske Proces foregaar. Saaledes observeredes der f. Ex. et Nordlys den 28de August 1859 paa en Strækning af 140 Længdegrader, fra Kalifornien til den østlige Del af Europa, og fra Jamaika til den nordligste Del af Nordamerika. Heraf slutter Mairan, at Lysudviklingen maa finde Sted i en Højde af mere end 100 geografiske Mil.
Der synes at være noget vist periodisk i Polarlysets Forekomst. Loomis angiver for Kanadas Vedkommende den almindelige Tid for dets Forekomst til omtrent Klokken 11 om Aftenen, ved højere Bredegrader Kl. 12 Midnat og Kl. 1 om Morgenen. Fritzsch og flere andre have samtidigt søgt at godtgjøre, at der altid med 11 Aars Mellemrum viser sig et Maximum med Hensyn til Nordlysenes Talrighed. Fem saadanne 11aars Perioder skulle betegne Afsnit, der udmærke sig ved endnu betydeligere Maxima.
Mærkeligt nok tror man ogsaa for Solpletternes særligt hyppige Optræden at have iagttaget en 11aarig Periode.
Den Overensstemmelse, der viser sig mellem Straalernes Retning og den magnetiske Meridian, gav allerede tidligt Anledning til at formode, at Nordlyset staar i nøje Sammenhæng med Jordmagnetismen. Dette blev bekræftet ved den Omstændighed, at Magnetnaalen altid viser en mærkværdig Uro, saa længe som dette Fænomen varer, idet den uafladeligt svinger frem og tilbage. Efter at man nu har iagttaget, at de samme ejendommelige Udstraalinger fra Tid til anden ogsaa vise sig ved Sydpolen, at disse Sydlys ofte fremtræde samtidigt med Nordlysene, og at de utvivlsomt begge staa i nøje Sammenhæng med hinanden; efter at man derhos med de fineste Apparater har observeret deres Indflydelse paa Magnetnaalen, og saa nøjagtigt, at Arago, paa Grund af dennes Bevægelser, fra sin Bolig i Paris, mange Hundrede Mil fra Nordpolen, kunde forkynde, at et Polarlys samtidigt flammede op paa den nordlige Himmel, kan der nu ikke længere herske nogen Tvivl om, at dette smukke Fænomen virkeligt er, hvad Humboldt har kaldt det: et magnetisk Uvejr, der rimeligvis bestaar i elektriske Udladninger i det overordentlig luftfortyndede Rum, der danner Atmosfærens yderste Grænse.
Den forstyrrende Indvirkning, som Nordlyset undertiden udøver paa den elektriske Strøm i Telegraftraadene, saaledes at Apparaterne f. Ex. kunne begynde at arbejde af sig selv, og at det ikke bliver muligt at befordre forstaaelige Telegrammer, er et yderligere Bevis for Rigtigheden af denne Antagelse, da elektriske Strømme kun kunne paavirkes paa en saadan Maade af andre elektriske Strømme.
Naar vi under Medvirkning af et stærkt elektrisk Batteri lade Elektricitet slaa over fra den ene Poltraad til den anden i lufttomt Rum, kunne vi i det smaa efterligne Polarlysfænomenerne. Naar vi tænke os Jorden omkredset af elektriske Strømme fra Øst til Vest, have vi herved antydet Forhold, der lade Nordlysets Fænomener fremstaa i forstaaeligt Sammenhæng. Det maa dog indrømmes, at man trods alt endnu ikke har været i Stand til at opstille nogen Theori for Polarlysene, der kan betragtes som fyldestgjørende i enhver Henseende.

Magnetismen