Les aimants naturels sont différents des autres aimants, car ils n'ont pas besoin d'avoir leurs propriétés modifiées pour être aimanté. Certains matériaux peuvent devenir temporairement ou définitivement aimantés lorsqu'ils sont frottés par des aimants ou lorsqu'ils sont soumis à des champs électriques. Les aimants naturels sont déjà magnétiques et se trouvent dans la Terre.
Types
Un exemple d'aimant naturel est la magnétite minérale, composée d'un oxyde de fer. Une magnétite est un type de magnétite qui a été l'un des premiers aimants naturels découverts. Le basalte, qui se forme quand la lave durcit, contient aussi de la magnétite, bien que son champ magnétique soit faible. Un autre aimant naturel est la pyrrhotine, qui est formée de sulfure de fer. Il n'est que faiblement magnétique, la force de son champ variant en fonction de la quantité de fer contenue.
La Terre elle-même se comporte comme un aimant naturel. Il a un pôle sud magnétique qui est situé géographiquement au nord, au Canada. De même, son pôle nord magnétique est en réalité géographiquement au sud, dans l'Antarctique.
Théorie magnétique
Le magnétisme est créé à partir de charges mobiles, ou de courant électrique. Les charges mobiles créent et répondent aux champs magnétiques. Un atome a des électrons qui tournent autour du noyau et tournent également sur leurs axes d'une manière appelée spin. Ces mouvements donnent lieu à des champs magnétiques.
Comportement
Comme tous les aimants, les aimants naturels attirent ou repoussent d'autres aimants, ainsi que d'autres matériaux tels que le fer et l'acier. Les endroits sur l'aimant qui produisent des forces magnétiques opposées sont appelés pôles nord et sud. Les pôles nord attirent toujours les pôles sud et vice-versa. Cependant, les pôles nord amenés près d'autres pôles nord (et les pôles sud amenés près d'autres pôles sud) se repoussent.
Les aimants naturels sont connus comme des aimants permanents. Le magnétisme continu des aimants permanents est dû à la présence de dipôles magnétiques dans les domaines magnétiques. Un dipôle est une charge positive et une charge négative qui ont la même taille et sont à une certaine distance les uns des autres. Un dipôle magnétique a deux pôles, nord et sud, qui sont espacés. Un aimant barré est donc considéré comme un dipôle magnétique, tout comme la Terre. Un atome solitaire peut aussi être un dipôle. Les domaines magnétiques sont formés à partir de dipôles principalement orientés dans le même sens.
Les aimants permanents peuvent être ferromagnétiques ou ferrimagnétiques. Les ferromagnétiques sont permanents parce qu'ils ont beaucoup de domaines magnétiques, où chacun se comporte comme un aimant minuscule. Les ferrimagnets sont similaires aux ferromagnétiques, sauf que leurs domaines sont alignés différemment. La magnétite et certaines formes de pyrrhotine sont ferrimagnétiques.
Importance de la barre, du fer à cheval, du disque et de certains aimants du réfrigérateur peuvent être fabriqués à partir d'aimants naturels. Le sable noir sur les plages est généralement formé de magnétite. Les Chinois ont inventé la boussole, qui a été faite en utilisant lodestone. Les diseurs de bonne aventure chinois ont d'abord utilisé des boussoles pour la divination; les marins les ont finalement utilisés pour la navigation.
