Skissen som er vist nedenfor viser hvordan to ulike atomer kan binde seg sammen. Atom A har 7 elektroner i sitt ytterste elektronskall, og atom B har

Transkript

1 Skissen som er vist nedenfor viser hvordan to ulike atomer kan binde seg sammen. Atom A har 7 elektroner i sitt ytterste elektronskall, og atom B har 2 elektroner i sitt ytterste elektronskall. Atom A har cirka like kraftige E-bølger i sitt 2. E-kuleskall som atom B har i sitt M-kuleskall. Disse to atomene vil derfor få en hovedposisjon umiddelbart før de stopper i deres bevegelse mot hverandre med 2. E-kuleskall som tilhører atom A tangerende mot M- kuleskallet som tilhører atom B. De to atomene vil deretter bli trukket inn i sin endelige posisjon i forhold til hverandre av de samme kreftene på samme måte som beskrevet ovenfor for to helt like atomer. Men i dette tilfellet kan det oppstå en ny kraft som også er med på å trekke de to ulike atomene henimot hverandre: Det er tidligere og også i det etterfølgende (på sidene 33 og 5 ) beskrevet hvordan atomer mottar eller avgir elektroner. Det er når M- kuleskallet blir polarisert at atomet kan avgi et elektron. Når 2. E-kuleskallet og M-kuleskallet i dette tilfellet hamrer mot hverandre med vekselvis trykk og sug, da har dette samme virkning som en polarisering av M-kuleskallet med det resultatet at atom B kan avgi et elektron. Hvis atom B avgir et elektron, da vil atom A absorbere det i sitt M-kuleskall. Og en slik overføring av et elektron mellom de to atomene når de binder seg til hverandre vil skje fordi de to atomene da frigjør energi. M-bølgene omkring atom A og atom B er nemlig ulike kraftige, der den kraftige M-bølgen omkring atom A har mer reelt fortrengt etermasse enn M- bølgen omkring atom B. Når elektronet forlater atom B vil M-bølgen omkring atom B bli like sterk som tidligere, men den vil svinge omkring et høyere trykknivå, og den vil ha mindre reelt fortrengt etermasse. (Som forblir i denne M-bølgen). Når elektronet mottas av atom A vil M-bølgen omkring atom A svinge omkring et lavere trykknivå, og den vil da få enda mer reelt fortrengt etermasse. Men dette tillegget av reelt fortrengt etermasse vil straks bli sendt ut av atom A som energi i form av varme eller lys hvis energiutviklingen ved sammenbindingen av de to atomene er stor nok. Det er nevnt tidligere at lys bringer med seg reelt fortrengt etermasse. Det er derfor lyset som bringer med seg den tapte reelt fortrengte etermassen vekk fra atom A. M-bølgen omkring atom A vil fortsette å svinge omkring det lave trykknivået, men denne M-bølgen blir svakere enn den var tidligere. Atom A blir altså som følge av denne overføringen av et elektron negativt ladet og atom B blir positivt ladet. Dermed trekkes disse to atomene mot hverandre på grunn av at de er blitt motsatt elektrisk ladet. De har fått en ionebinding. Atom A må tilføres samme mengde energi som det avga ved mottagelsen av elektronet hvis og når atom A senere skal gi fra seg elektronet igjen. Fra det som er nevnt ovenfor er det ikke så vanskelig å forstå at det er de atomene som bare har ett eller to s-elektroner og eventuelt også ett p-elektron i ytterste elektronskall som (lettest) avgir elektroner. Når et atom manglet ett, to eller tre p-elektroner i ytterste elektronskall er atomet også åpent for å motta elektroner for å bygge opp dette elektronskallet til å bestå av totalt 2 s- og 6 p-elektroner. (8 elektroner totalt).

2 To atomer som binder seg til hverandre bringer også med seg noe stillings- og bevegelsesenergi. Når atomene binder seg til hverandre går denne energien og også annen energi som utløses ved sammenbindingen (se kommentarer ovenfor og i neste avsnitt) - over til andre former for energi, og da som varme og eventuelt også som lys. Denne energien kan forlate atomene. Hvis bindingen mellom atomene skal brytes, da må atomparet tilføres samme mengde energi som de avga da de bandt seg til hverandre. Det er ingen ting i veien for at et atom kan danne forening med mer enn ett annet atom på den måten som er forklart og vist på skissene ovenfor. Atomene blir da trukket mot hverandre eller skjøvet fra hverandre av bølgesystemene som omgir atomene. Og når atomene er blitt elektrisk ladet vil disse ladningene også trekke atomene mot hverandre eller skyve dem fra hverandre avhengig av om atomene har ulike eller like ladninger. (Hvis for eksempel tre atomer som er bundet sammen er elektrisk ladet, da vil nødvendigvis de to atomene på hver sin side av atomet i midten ha samme ladning). Skissene A, B og C nedenfor viser hva som kan skje når tre eller fire atomer danner forening med hverandre. Det er på denne måten molekyler bygges opp - Kjernekraft Disse fire atomene vil normalt ikke ligge i samme plan, men de vil ligge i en pyramideformasjon. Skisse A Skisse B Skisse C Atomkraften er sterk! Vi kjenner til hvilke enorme mengder med energi som utløses når til og med en relativt liten mengde med masse eksploderer i en atombombe. Forklaringen på hvor all denne kraften kommer fra er overraskende og høyst tankevekkende. Men la det straks bli nevnt at det er nødvendig å komme med to slike forklaringer ettersom atomkraft kan frembringes på to forskjellige måter: Den ene måten er ved å la to lette atomer smelte sammen til ett atom (fusjon). Den andre måten er mulig for enkelte tunge atomer som avgir energi (atomkraft) når de deles (fisjon). I det etterfølgende vil ikke ordene atomkraft og atomenergi bli benyttet. Istedenfor benyttes mer korrekte ord, nemlig henholdsvis kjernekraft og kjerneenergi. Det er lettere å forstå hvordan fusjon-prosessen frembringer kjerneenergi enn hvordan den motsatte prosessen, nemlig fisjon-prosessen i noen tilfelle kan gi samme resultat. (Om enn i meget svakere grad). Forklaringen på fusjon-prosessen - det vil si hvordan kjerneenergi kan frembringes når to atomer smelter sammen til ett atom - er som følger: I vannstoffbomben smelter to deuterium-atomer (vannstoffatomer med en proton og en nøytron i kjernen) sammen til ett heliumatom etter formelen: 2 1 H H = 3 2 He n + energi Dette er altså en fusjon-prosess. Betingelsen for at deuterium-atomene skal kunne smelte sammen er at de er bragt opp til en veldig høy temperatur. Det som skjer ved en så høy

3 temperatur er at L-bølgene omkring atomkjernen blir så kraftige at deuterium-atomets 1. elektronskall (det vil si dets ytterste og eneste elektronskall) avgir sitt elektron til omgivelsene. Dermed blir deuterium-atomet uten noe elektronskall og får istedenfor bare M-kuleskallet og kuleskall av L-bølger. L-bølgene får svært langstrakte bølgetopper og bølgedaler. Ettersom deuterium-atomet har avgitt sitt eneste elektron er M-bølgen (slik som nevnt tidligere se side 33) nå blitt positivt ladet. Det vil si at deuterium-atomet er blitt et positivt ladet ion. Deutrium-gassen er således blitt en plasma-gass bestående av positivt ladede ion og negativt ladede elektroner. Plasma-gassen som helhet er elektrisk nøytral. Det som er viktig er at deuterium-atomene ved temperaturer over ca C mister sitt eneste elektonskall. Dermed mister de sitt skjold som skal hindre dem fra å trenge inn i hverandre (se ovenfor, side 37 og 38), det vil si som skal beskytte deres eksistens som deuteriumatomer. Det som nå hindrer deuterium-atomene fra å smelte sammen er at de alle er blitt positivt ladede ion som dermed støter hverandre vekk. Det som dernest er viktig for at fusjonprosessen skal lykkes er å kunne bringe temperaturen i plasma-gassen opp til ca millioner 0 C. Da mister deuterium-atomene sin positive ladning (L-bølgene blir så sterke at de visker ut M-bølgen), og da er deuterium-atomene derfor ikke lenger i stand til å støte hverandre vekk. Da får gravitasjonskreftene fritt spill: Selv om disse deuterium-atomenes kjerner omgis av kraftige L-bølger så vil likevel de meget mer kortbølgete og høyfrekvente G-bølgene påvirke atomkjernene på den måten som er beskrevet på sidene 9 og 10. Det vil si at deuterium-atomene blir utsatt for kraftige gravitasjonskrefter henimot hverandre, og ingen E-bølger kan nå stoppe dem på deres vei mot dannelsen av en ny atomkjerne. I vårt konkrete tilfelle av en fusjon-prosess splittes kjernen til det ene deuterium-atomet slik at protonet og nøytronet skilles fra hverandre. Protonet forener seg med det andre deuteriumatomets kjerne således at det skapes et helium-atom. Det frigjorte nøytronet farer sin egen vei vekk fra helium-atomet. Dette er vist på skissen nedenfor: De to deuterium-atomene har før fusjonen i hver sin kjerne en proton og en nøytron som er bundet sammen, og dette gir til sammen to sammenbindinger. Det vil si at disse to atomene til sammen har to sammenbindinger av vibrasjonskuler som er nær hverandre. Helium-atomet har etter fusjonen i sin kjerne to protoner og en nøytron som er bundet sammen. Disse gir slik som skissen viser tre sammenbindinger det vil si tre sammenbindinger av vibrasjonskuler som er nær hverandre. Denne fusjon-prosessen har altså resultert i en ekstra sammenbinding av vibrasjonskuler. Og denne ene nye sammenbindingen av vibrasjonskuler skaper slik som nevnt ovenfor kolossalt mye energi som avgis fra atomet. For å finne forklaringen på hvorfor det utvikles en stor mengde med energi når to vibrasjonskuler (protoner/ nøytroner) bindes sammen må vi gå tilbake til det som er nevnt på side 13. Det ble der beskrevet hvordan to protoner/ nøytroner blir bundet sammen i en atomkjerne. Det ble også forklart hvorfor det danner seg et hull i protonenes/ nøytronenes 1. kuleskall av stående G-bølger der hvor protonene/ nøytronene klemmes inn i hverandre. (Det vil si innenfor sirkelen A A på skissen som er vist nederst på side 13). I dette hullet vil det

4 slik som forklart på side 13 ikke kunne danne seg reelt fortrengt etermasse ( i like stor mengde som i 1. kuleskall av stående G-bølger utenfor hullet ). Når to protoner/ nøytroner som kommer fra hver sin kant blir bundet sammen, da mister de altså noe reelt fortrengt etermasse. Og det er dette tapet av reelt fortrengt etermasse som er (hoved-) kilden til all den energien som overføres til omgivelsene når protoner/ nøytroner blir bundet sammen. At energi er masse ble kommentert grundig på sidene Masse betyr da det samme som det som vi oppfatter som masse i tingene som omgir oss. Og det er altså reelt fortrengt etermasse. At energi er masse eller sagt omvendt at masse er energi betyr imidlertid ikke at masse det vil si reelt fortrengt etermasse bare kan forsvinne og bli til energi. Det er på sidene forklart at mengden av fortrengt etermasse i Verden alltid er uforandret. Vi kan bare overføre masse fra en form for masse til en annen form for masse, der de ulike typer av energi er forskjellige former for masse. Knyttet til atomer uttrykker energi hvilken tilstand disse befinner seg i. Det er nevnt tidligere og ovenfor at 1. kuleskall av G-bølger inneholder en betydelig mengde med reelt fortrengt etermasse. I dette kuleskallet befinner altså den reelt fortrengte etermassen seg i og som en del av en kraftig trykk- og sug-bølgebevegelse. Så lenge den reelt fortrengte etermassen befinner seg i dette kuleskallet kan vi oppfatte den som en latent energikilde. Men når to protoner/ nøytroner binder seg sammen og dermed presser en del reelt fortrengt etermasse ut av 1. kuleskall av G-bølger, da frigjøres denne reelt fortrengte etermassen fra atomkjernen. Og da vil denne massen anta en annen form for masse: På sidene er det beskrevet hvordan lysbølger oppstår og beveger seg vekk fra atomene. Prosessen som skaper lysbølger starter med at det oppstår L- og l-bølger i atomet når dette tilføres varme/ energi. Dette L- og l-bølgesystemet har i seg selv en viss mengde reelt fortrengt etermasse. Men dette er langt fra not til å kunne absorbere all den reelt fortrengte etermassen som frigjøres fra 1. kuleskall av G-bølger når to protoner/ nøytroner binder seg sammen. Dermed vil atomet produsere og sende fra seg store mengder med lysbølger. Hver eneste av disse lysbølgene vil bringe med seg vekk fra atomet en ørliten mengde med reelt fortrengt etermasse. Når to kalde protoner/ nøytroner binder seg sammen blir altså resultatet et varmt atom pluss mengder med lysbølger. Og det er denne varmen og dette lyset som vi i atomets nærhet oppfatter som frigjort energi fra en fusjon-prosess. I den fusjon-prosessen som er beskrevet ovenfor har det bare dannet seg en ekstra sammenbinding for hvert fjerde proton/ nøytron. Det vil si at det da i gjennomsnitt oppstår et nytt hull i 1. kuleskall av G-bølger bare i hvert annet proton/ nøytron. Vi kan tenke oss at et slikt hull tar cirka 1/16 del av overflaten til 1. kuleskall av G-bølger. Vi kan også tenke oss at 1. kuleskall av G-bølger har i seg halvparten av den reelt fortrengte etermassen som et proton/ nøytron består av. Resultatet av dette blir at den reelt fortrengte etermassen som protonene/ nøytronene taper i en fusjon-prosess er ½ x 1/16 x ½ - del av massen til de protonene/ nøytronene som deltar i fusjon-prosessen. Vi ser bort fra den relativt beskjedne massen som befinner seg i resten av atomene. (Det vil si elektronene). Da vil altså bare ½ x 1/16 x ½ kg = cirka 16 gram gå over til energi for hvert kg brensel i en fusjon-prosess. Noen få gram masse forsvinner, og resultatet er den enorme energiutladningen fra en vannstoffbombe. Vi kan forstå at kraften bak dette er det kolossalt store trykket som kan oppstå i etermassen. Vi kan ikke med vår beste fantasi forestille oss og vi kan bare fornemme hvor enormt stort dette trykket i eteren må være for å kunne skape slike voldsomme energiutladninger. Og en slik eter fins over alt i det tomme verdensrommet! Hjelp!! Forklaringen på fisjonsprosessen det vil si hvordan kjerneenergi kan frembringes når ett atom deler seg og danner to nye atomer er som følger:

5 I en fisjonsprosess splittes uranatomer (uranisotop-235 med 92 nøytroner og 143 protoner) når nøytroner med høy hastighet kolliderer med dem. Når en nøytron kolliderer med ett uranatom slik at det splittes, da dannes det ett bariumatom og ett kryptonatom (en edelgass), og to nøytroner skytes ut ved kollisjonen i tillegg til at det avgis en stor mengde varme. Skrevet som en formel blir dette: U n = 56 Ba Kr n + Energi Dette er altså en fisjonsprosess. Hvis en enkelt slik splitting av et uranatom (uranisotop- 235) skjer i en tilstrekkelig stor mengde av relativt ren uranisotop 235, da vil de to nøytronene som skytes ut ved fisjonen kunne kollidere med to nye uranatomer med det resultatet at det igjen skytes ut dobbelt antall nøytroner,, og så videre. Dermed kan det oppstå en kjedereaksjon. Hvis en slik kjedereaksjon skjer fritt og ukontrollert da vil denne fisjonsprosessen meget hurtig kunne resultere i splitting av et stort antall uranatomer på samme tid med stor energiutvikling og dermed forårsake en eksplosjon. Men det er mulig å kontrollere fisjonsprosessen ved å hindre at alt for mange nøytroner kolliderer med alt for mange uranatomer på samme tid. Da kan fisjonsprosessen frembringe energi som kan nyttiggjøres. Varmeutviklingen fra en fisjonsprosess og fra en fusjonsprosess har samme årsak, nemlig at protoner og nøytroner i atomkjernene blir bundet sammen. At det skjer en kraftig energiutladning fra atomene når protoner og nøytroner blir bundet sammen er grundig forklart og kommentert ovenfor. Det ble også vist ovenfor at det er lett å se at det i en fusjonsprosess oppstår flere sammenbindinger av protoner og nøytroner. Men i den fisjonsprosessen som er beskrevet ovenfor ser det umiddelbart ut som om protonene og nøytronene bringes vekk fra hverandre i to nye atomer og derfor mister sammenbindinger. Og det er riktig. Energiutviklingen fra denne fisjonsprosessen må derfor være et resultat av at protoner og nøytroner både får nye sammenbindinger og mister gamle sammenbindinger slik at vi får et pluss og minus regnestykke: Nøytronet som kolliderer med uranatomet bringer med seg bevegelsesenergi, og denne brukes til å splitte uranatomet. Det vil si at denne bevegelsesenergien benyttes til å bryte en sammenbinding mellom protoner og nøytroner i atomkjernen. Men åpenbart har barium- og krypton-atomene til sammen flere sammenbindinger mellom protonene og nøytronene enn det som uranatomet har. Det antallet nye sammenbindinger som protonene og nøytronene får i disse nye atomene er så mange flere enn det antallet sammenbindinger de hadde i det gamle atomet at de er tilstrekkelig både til å frigjøre et nytt nøytron og til å frigjøre store mengder med energi (varme) fra atomene. Det er ikke vanskelig å forstå at fusjonsprosessen som er beskrevet ovenfor avgir større mengder med energi pr gram deuterium-brensel enn hva fisjonsprosessen kan produsere av energi pr gram uran-brensel. Nedenfor er det vist et eksempel på hvordan antallet sammenbindinger kan bli flere når en stor atomkjerne splittes i to mindre atomkjerner: Atomkjerne med 6 sammenbindinger splittes i to mindre atomkjerner med til sammen 9 sammenbindinger

6 - Magnetisme Fenomenet magnetisme og hva m-bølger er for noe - vil bli forklart nærmere nedenfor. Det er m-bølger som skaper et magnetisk felt. Disse m-bølgene er ikke stående bølger ettersom det ikke kommer noe tog av liknende bølger fra motsatt retning. m-bølger som er en form for E-bølger forlater derfor en magnet med lysets hastighet. m-bølger svinger omkring det trykknivået som er normalt i eteren og er derfor nøytrale overfor partikler, etc. med positive eller negative elektriske ladninger. Likevel er det to typer av m-bølger, nemlig de positive(+) eller de negative (-). De positive m-bølgene forlater en magnet og beveger seg fremover med en rekkefølge av først et trykk og deretter et sug. Motsatt vil de negative m-bølgene forlate magneten og bevege seg fremover med en rekkefølge av først et sug og deretter et trykk. Dette skal bli forklart nærmere nedenfor. Når et magnetisk felt påvirker et atom, da vil det kunne utøve en kraft på atomet. m-bølgene vil nemlig kunne påvirke atomets M-kuleskall. Hvis m-bølgene i det magnetiske feltet for eksempel er positive (trykk sug) da kan den delen av atomets M-bølge som vender mot magnetfeltet bli satt i svingninger som er et speilbilde av disse m-bølgene: Altså først et sug og deretter et trykk. M-bølgen på den andre siden av atomet (den andre polen) blir da satt i motsatte svingninger: Altså først trykk og deretter sug. M-kuleskallets pol som vender mot magnetfeltet blir i dette eksemplet negativ. Og den andre polen som vender vekk fra magnetfeltet blir positiv, og kan videreføre magnetfeltet til eventuelle andre atomer bakenfor. Et atom som reagerer på denne måten blir tiltrukket av magnetfeltet ettersom trykk (+) alltid blir tiltrukket av sug (-) og omvendt. Hvis m-bølgene i det magnetiske feltet hadde vært negative, da ville atomets M-bølge kunne komme i motsatte svingninger enn de ovennevnte. I noen materialer spesielt av jern, nikkel eller kobolt som har veldig like atomstrukturer vil atomenes M-bølger ganske lett komme i slike svingninger som nevnt ovenfor. Når atomenes M-bølger kommer i slike svingninger, da sier vi at materialet blir magnetisert. Vi skal studere fenomenet magnetisme mer grundig: Vi tenker oss en stav av jern (J) som blir påvirket av et magnetfelt fra magneten (M) slik som vist på skissen nedenfor: Magneten (M) omgir seg med et magnetisk felt som består av m-bølger. (Vist med stiplete linjer som står normalt på m-bølgenes kurver og som derfor viser retningen til m-bølgenes bevegelser utover). Magnetens (M) negativt ladede (-) ende (pol) er den som ligger lengst vekk fra jernstaven (J). Og fra denne enden kommer det negative m-bølger som altså beveger seg vekk fra magneten med en rekkefølge av først et sug og deretter et trykk. Magnetens (M) positivt ladede ende er den som ligger nærmest jernstaven (J). Og fra denne enden kommer det positive m-bølger som altså beveger seg vekk fra magneten og henimot jernstaven med en rekkefølge av først et trykk og deretter et sug. Jernstavens atomer blir utsatt for en kraft fra den enden av magneten som er nærmest, nemlig den positivt ladede enden. Jernstavens atomer vil altså bli utsatt for et felt med positive m-bølger, og dette feltet kommer i vårt eksempel inn på jernstaven fra høyre. Som nevnt ovenfor vil disse positive m-bølgene påvirke jernatomenes M-kuleskall slik at den delen av atomets M-bølge som vender mot magnetfeltet blir satt i svingninger som er et speilbilde av disse m-bølgene: Altså først et sug og deretter et

7 trykk. M-kuleskallets pol som vender mot magnetfeltet blir dermed negativt ladet. Dette gjelder for alle jernstavens atomer slik at hele jernstaven får en negativt ladet ende som vender mot magnetens positive ende. Svingningene i jernatomets M-kuleskall forplanter seg som m-bølger til atomets omgivelser etter regelen om at bølgehøyden er omvendt proporsjonal med kvadratet av bølgens avstand fra bølgesystemets startpunkt. m-bølgene fra jernstavens høyre ende er altså negative og de vil utøve en tiltrekningskraft på magnetens atomer som har positivt ladede M-kuleskall i retningen mot jernstaven. Jernstaven og magneten blir altså gjensidig tiltrukket av hverandre ettersom positive m-bølger tiltrekker den negativt ladede jernstav-polen, og de negative m-bølgene tiltrekker den positivt ladede magnet-polen. Positivt og negativt betyr jo her at trykk møter sug og sug møter trykk, og de tiltrekker hverandre. For å kunne forstå forklaringen nedenfor er det nå nødvendig å beskrive m-bølgene. Disse bølgene er serier av longitudinale trykk/sug-bølger som hver av dem har samme bølgelengde som E-bølgene. En m-bølge er som nevnt ovenfor enten positiv eller negativ. Begge typene av m-bølger består bare av en eneste trykk/sug-forplantning, nemlig fra trykk til sug (positiv) eller fra sug til trykk (negativ). Figuren nedenfor viser m-bølger illustrert med transverse bølger. M-bølgene beveger seg i retning mot venstre. Øverst er det vist en positiv m-bølge, og nedenfor er det vist en negativ m-bølge: m-bølger illustrert med transverse bølger m-bølgen vil i virkeligheten danne en kompleks bølgedannelse sammen med de andre E- bølgene omkring atomet/ materialet. Når magnetfeltet fra magnetens (M) venstre ende i eksemplet ovenfor består av positive m- bølger, da blir den høyre enden av jernstaven (J) negativt ladet. Det vil si at høyresiden av M- kuleskallene til atomene i høyreenden av jernstaven blir satt i svingninger som er et speilbilde av de positive m-bølgene, slik at disse M-kuleskallene i sin tur sender ut negative m-bølger i retning mot høyre. Det er altså trykk/ sug svingningene i m-bølgene fra magneten som påvirker den ene polen av jernatomenes M-kuleskall. De resulterende sug/ trykksvingningene i disse M-kuleskallene virker som støt på de kuleskallene av elektroner som ligger innenfor M-kuleskallene. Vi kan oppfatte atomet som en bløt og elastisk ball av flere

8 elektronskall som ligger innenfor hverandre. I denne ballen blir impulsene fra de ovennevnte sug/ trykk-svingningene formidlet fra elektronskall til elektronskall fra den ene siden av M-kuleskallet til den andre siden. Dermed får M-kuleskallet to poler som svinger i motsatt rekkefølge. På grunn av tregheten i systemet kommer ikke m-bølgens trykk- og sugimpulser kontinuerlig etter hverandre fra M-kuleskallene, men med opphold mellom hver bølge-enhet slik som vist på figuren ovenfor. Bortsett fra disse to positivt - og negativt ladede polene blir atomets M-kuleskall tilsynelatende upåvirket av et magnetisk felt. Men dette skal vi komme tilbake til senere når samspillet mellom strømmende elektroner og omgivende magnetiske felt skal beskrives. Men jernatomet kan bli påvirket på to forskjellige måter avhengig av molekylstrukturen. M- kuleskallet får nemlig forskjellige egenskaper avhengig av atomets tilknytning til atomene i omgivelsene. For bløtt jern som ikke lar seg magnetisere permanent skjer det ikke noe mer enn det som er beskrevet ovenfor. Men for stål som lar seg magnetisere til en permanent magnet skjer det noe mer: Den bølgedannelsen som m-bølgene forårsaker i M-kuleskallet og som forplanter seg gjennom atomets elektronskall kan oppfattes som at atomet får skjelvninger. Hvis materialet blir en permanent magnet, da gir ikke disse skjelvningene seg selv om m-bølgene fra en nærliggende magnet forsvinner. Disse skjelvningene går inn i atomet i den perioden da M-kuleskallet er rolig. (Når M-bølgen bare svinger som en sedvanlig E-bølge). Deretter bryter skjelvningene ut fra atomets indre og går over i M-kuleskallet igjen. Dermed kommer altså m-bølgen fra atomet med en ny svingning som sprer seg ut fra materialet samtidig som at skjelvningen returnerer tilbake i atomet for senere å bryte ut fra atomet på den motsatte siden, og så videre. Da er materialet blitt permanent magnetisert. På skissen som er vist ovenfor er magneten og jernstaven plassert i en avstand fra hverandre. Hvis vi forskyver disse to inntil de støter an mot hverandre, da vil magnetens positivt ladede ende bli utlignet med jernstavens negativt ladede ende slik at vi får bare én magnet. Denne nye magneten beholder den tidligere magnetens negativt ladede ende og den tidligere jernstavens positivt ladede ende. Hvis vi nå deler den nye magneten for eksempel slik at den tidligere jernstaven blir delt i to halvdeler, da får vi igjen samme bildet som er vist på skissen ovenfor med en magnet og en jernstav som begge har to motsatte poler. Vi forstår at jernstaven langs hele sin lengde formidler det magnetiske feltet. Dette skjer på den måten at atomene i det laget av jernstaven som er nærmest magneten i det ovennevnte eksempelet formidler m-bølger som er like de som kommer fra magneten (bare litt svakere kanskje) til det neste laget av atomer i jernstaven. Og slik fortsetter lag på lag av atomer å formidle m- bølgene helt frem til den andre enden av jernstaven. Det siste laget av atomer i jernstavens ende får i henhold til det ovennevnte positive poler i retningen vekk fra magneten, og sender positive m-bølger ut til jernstavens omgivelser i denne retningen. Det vil si at denne enden av jernstaven blir positivt ladet. m-bølgene påvirker ikke alle atomers M-kuleskall på samme måte. Vi så for eksempel ovenfor at jernatomene blir påvirket av m-bølger på forskjellig måte avhengig av hvordan disse jernatomene er knyttet til naboatomer det vil si avhengig av molekylstrukturen. Det er også nevnt ovenfor at det bare er jern, kobolt og nikkel som har veldig lik atomoppbygning med hverandre som har evnen til å bli magnetisert i nevneverdig grad. Alle andre materialer kan også bli magnetisert, men vanligvis bare så svakt at det er vanskelig å registrere det. Det er interessant å nevne at noen materialer er såkalt diamagnetiske, det vil si at de støtes vekk fra hverandre når de blir magnetisert. Da får de endene av materialet og magneten som er nærmest hverandre samme pol-ladning. Den siden av atomenes M-bølge som vender mot magnetfeltet blir altså i disse materialene satt i svingninger som følger de innkommende m- bølgene. (Istedenfor å være speilbilde av dem slik som i jernatomene). Hvis altså magnetfeltets m-bølger for eksempel er positive, da vil også de m-bølgene som returneres fra disse atomenes M-kuleskall være positive. Diamagnetiske materialer har problemer med å

9 videreføre et magnetfelt: Hvis for eksempel det innkommende magnetfeltet bestod av positive m-bølger, da vil 1. atomlag videreføre negative m-bølger, mens 2. atomlag vil videreføre positive m-bølger, og så videre. - Elektrisitet. To gjenstander som gnis mot hverandre får ofte en merkbar elektrisk ladning på overflaten. Selv beskjeden gnidning kan nemlig gi store påkjenninger og varmeutvikling på ørsmå overflater, og kan resultere i at det blir frigjort elektroner. Disse elektronene kan ved gnidningen strømme fra den ene gjenstanden til den andre (ionisering), slik at den ene gjenstanden får en negativ elektrisk ladning og den andre får en tilsvarende positiv ladning. Disse ladningene setter seg som statisk elektrisitet på overflaten av gjenstandene der alle gjenstander av elektrisk ledende materiale må være isolert mot omgivelsene slik at ingen elektroner kan flyte til eller fra disse gjenstandene på andre måter enn den som er nevnt ovenfor. I en gjenstand av elektrisk ledende materiale kan elektronene alltid flyte ganske fritt, og et overskudd eller underskudd av elektroner kan derfor lett bli skjøvet på sin plass av de elektriske feltene som dannes av de andre elektronene i og på lederen. Det er den kraften som får like negative eller like positive elektriske ladninger til å bli skjøvet vekk fra hverandre som skaper slike felter. Elektronene som det enten er et overskudd av eller et underskudd av blir derfor av denne kraften skjøvet lengst mulig vekk fra hverandre det vil si til lederens overflate der atomenes M-kuleskall vil fange opp dette overskuddet eller underskuddet av elektroner og formidle det til eller fra atomenes ytterste elektronskall slik som beskrevet tidligere. På disse gjenstandenes overflater dannes det altså et antall positivt eller negativt ladede atomer. Det er virkningen av disse atomene som er statisk elektrisitet på gjenstandenes overflater. Det skulle være rimelig å anta at kraften som skyver elektroner som det enten er et overskudd av eller et underskudd av lengst mulig vekk fra hverandre ville fordele disse negative eller positive ladningene med like stor avstand fra hverandre likt utover hele lederens overflate. Men slik er det ikke, og ved å studere figurene nedenfor kan vi forstå årsaken til dette. Figur 1 viser en gjenstand som er sfærisk i den venstre enden, og som har et sylindrisk midtparti og en kjegleformet høyre ende. Gjenstanden er elektrisk ledende, og vi tenker oss at den har et overskudd av elektroner. (At den er negativt ladet). Kraftlinjer mellom elektronene er illustrert med stiplede linjer, og elektronene befinner seg der hvor disse linjene krysser hverandre. Over snitt x-x utøver elektronene et like stort trykk både mot venstre og høyre. Dette trykket må elektronene som befinner seg til høyre for snitt x-x kunne motstå. Det vil si at snittene 1-1, 2-2, og så videre må ha like mange elektroner som trykker mot venstre. (Når vi for enkelthets skyld tenker oss at avstanden fra snitt x-x til snitt 1-1, og fra snitt 1-1 til snitt 2-2, og så videre forblir uforandret). Dermed blir avstanden mellom elektronene stadig mindre inntil det blir en stor ansamling av elektroner i gjenstandens høyre spiss for å motstå trykket som kommer fra venstre. Til venstre for snitt x-x ser vi at avstanden mellom elektronene er relativt stor i gjenstandens sylindriske midtpart. Og i den sfæriske venstre enden får elektronene feste slik at det i denne delen av gjenstanden ikke blir behov for spesielt mange elektroner for å motstå trykket fra høyre. (Istedenfor trykk er det for forståelsen lettere å forestille seg trekk. Vi kan da tenke oss at gjenstanden er overtrukket med en elastisk duk. Vår erfaring forteller oss at en slik duk vil bli strukket kraftigst ved overflater med kraftig krumning som for eksempel kanter og ikke minst spisse hjørner). Figur 2 viser en plate der alle overflatene er rektangler. Vi tenker oss at også denne gjenstanden er elektrisk ledende og har et overskudd av elektroner. Denne isolerte lederen vil som følge av årsakene som er nevnt ovenfor få store konsentrasjoner av elektroner rundt gjenstandens hjørner, og den vil også få flere elektroner langs kantene enn over de plane flatene.

10 Figur 2 Elektronene plasserer seg altså blant annet avhengig av hvordan lederens overflate er formet. For øvrig bestemmer elektriske felter i lederens nærhet hvor elektronene skal plassere seg på gjenstandens overflate. Når elektronene forflytter seg i en leder, da skjer det altså i gjenstandens overflate. Elektronene i en leder forflytter seg ikke i frittsvevende tilstand, men som negative ladninger som forskyves mellom atomenes M-kuleskall. M-kuleskallene kan formidle disse negative ladningene som elektroner til atomenes ytterste elektronskall, eller motsatt formidle elektroner fra atomenes ytterste elektronskall til M-kuleskallet som negative ladninger. Atomer/ molekyler med M-kuleskall som har svake M-bølger er gode elektriske ledere. Forutsatt at lederen er elektrisk isolert er det bare under helt spesielle forhold at elektronene forlater gjenstanden som for eksempel hvis lederen har en meget spiss ende der tettheten av elektroner blir så stor at de blir skjøvet ut av enden. Som nevnt ovenfor kan det ofte bli frigjort elektroner fra overflaten på to gjenstander som gnis mot hverandre. Dette gjelder også for isolatorer, det vil si materialer som leder elektrisitet svært dårlig. Disse frigjorte elektronene kan strømme fra den ene gjenstanden til den andre slik at atomer på overflaten til de to gjenstandene blir ionisert med positiv eller negativ ladning. Begge gjenstandene får altså en samlet positiv eller negativ elektrisk ladning på overflaten som statisk elektrisitet. Men i isolatorer har atomenes/ molekylenes M- kuleskall kraftige M-bølger som har liten evne til å ta opp eller å avgi negative ladninger slik at elektronenes forflytning blir hindret. De ioniserte atomene i en isolator beholder altså sin positive eller negative ladning. På overflaten av en isolator vil altså den elektriske ladningen ikke fordele seg slik som beskrevet ovenfor for gjenstander av elektrisk ledende materiale. Noen gjenstander får etter gnidning en positiv elektrisk ladning etter å ha gitt fra seg elektroner mens andre gjenstander kan bli negativt elektrisk ladet etter å ha mottatt elektroner. Det er atom/ molekylstrukturen til begge de to materialene som gnis mot hverandre som

11 bestemmer hvilket av de to materialene som skal motta eller avgi elektroner og således bli elektrisk positivt eller elektrisk negativt ladet. Det er ikke nødvendig å overføre elektroner for å gjøre overflaten til et materiale elektrisk positivt eller negativt ladet. Det er tilstrekkelig å utsette materialet for et elektrisk felt. Da blir atomer i materialet såkalt polarisert. Vi skal nå se hva som skjer i et atom når det blir utsatt for et elektrisk felt. Skissen nedenfor viser dette: Det elektriske kraftfeltet som kommer fra høyre på skissen ovenfor påvirker atomets M- kuleskall. E-bølgene i det elektriske kraftfeltet svinger omkring et trykknivå som er lavere enn det som er normalt i eteren. Dermed påvirkes M-bølgen på atomets høyre side slik at denne svinger omkring et trykknivå som er høyere enn det som er normalt i eteren. Det vil si at det negativt ladede elektriske feltet polariserer atomet slik at dets høyre side blir positivt ladet. M- bølgen på atomets venstre side får tilsvarende sterke svingninger omkring et trykknivå som er lavere enn det som er normalt i eteren. Atomets venstre side vil altså i dette eksemplet bli negativt ladet. Det er tidligere forklart hvordan et magnetisk felt kan forplante seg fra atom til atom gjennom et materiale. På liknende måte kan også et elektrisk felt forplante seg fra atom til atom gjennom et materiale, gass, etc. Dette kan altså skje ved polarisering der atomer som ligger etter hverandre får én ladning på sin ene side og motsatt ladning på sin andre side. I likhet med magnetisme er det imidlertid ikke alle materialer som har atomer som lett lar seg påvirke av elektriske felter. Vi kaller disse materialene for isolatorer. Atomene i isolatorer vil ikke la seg polarisere. Derfor vil de heller ikke så lett gi slipp på eller ta imot elektroner. Det vil si at atomer i isolatorer derfor nødig formidler transport av elektroner. De hindrer altså at det skal gå en strøm av elektroner gjennom isolator-materialet. Forklaringen på dette er som følger:

12 Vi har tidligere gitt en forklaring på hvordan atomer gir fra seg eller tar imot elektroner. Men den forklaringen var ikke fullstendig. Fortsettelsen kommer her: Det er når et M-kuleskall er tilstrekkelig kraftig polarisert at M-bølgen kan gi fra seg et elektron. Det er da den siden av M-kuleskallet der M-bølgen svinger omkring et trykknivå som er høyere enn det som er normalt i eteren at elektronet trekkes ut av atomet slik som forklart tidligere. Betingelsen for at et atom skal kunne gi fra seg et elektron er altså at det først er blitt polarisert. Selv det svakeste elektriske felt kan gi et M-kuleskall en viss grad av polarisasjon. Elektriske forflytninger ved svært svake elektriske felt er derfor normalt et polarisasjonsfenomen. Når et elektron ankommer et atom, da vil det polarisere atomets M- kuleskall. Når denne polarisasjonen er tilstrekkelig sterk vil den siden av M-bølgen som da svinger omkring et trykknivå som er høyere enn det som er normalt i eteren suge elektronet til seg og formidle det til atomets ytterste elektronskall. Det ble tidligere vist hvordan stående E-bølger skaper tiltrekningskraft mellom atomene, og hvordan de stående E-bølgene binder atomene sammen til molekyler. De betraktningene som ble gjort da omfattet bare elektrisk nøytrale E-bølger, det vil si E-bølger som svinger omkring det normale etertrykket. Men et elektrisk kraftfelt består jo av E-bølger som svinger omkring et trykk som er høyere enn det normale trykket i eteren (kraftfelt med positiv ladning) eller som svinger omkring et trykk som er lavere enn det normale trykket i eteren (kraftfelt med negativ ladning). Det ble nevnt ovenfor at et magnetisk kraftfelt med m-bølger påvirker atomets M-kuleskall og i mindre grad kuleskallene innenfor, men ikke atomkjernen. Slik er det også med et elektrisk felt av positivt ladede eller negativt ladede E-bølger. Den elektriske ladningen trenger ikke gjennom atomets M-kuleskall slik at de stående E-bølgene som blir liggende innenfor M-kuleskallet alltid er elektrisk nøytrale det vil si at de svinger omkring det normale etertrykket. Derfor var de ovenfor nevnte betraktningene korrekte selv om atomene utsettes for et kraftig elektrisk kraftfelt. Men selvfølgelig påvirker et slikt elektrisk kraftfelt atomet, men altså bare i M-kuleskallet slik som vist ovenfor. Vi skal se nærmere på dette med henvisning til skissen nedenfor. På denne skissen har atomet positiv elektrisk ladning og derfor omgir det seg med et positivt ladet elektrisk felt. Atomets M-kuleskall blir påvirket av et negativt ladet elektrisk kraftfelt som kommer fra høyre på skissen. På samme måte som forklart ovenfor vil dette negativt ladede elektriske feltet påvirke atomets M-bølge slik at denne får svingninger omkring et trykknivå som er høyere enn det trykknivået som M-bølgen hadde i upåvirket tilstand. M-bølgen på atomets venstre side får svingninger omkring et trykknivå som er tilsvarende lavere enn hva den hadde i upåvirket tilstand. Atomet er altså blitt polarisert, men fordi atomet er positivt elektrisk ladet vil de stående E-bølgene fra atomet svinge omkring et trykk som er høyere enn det som er normalt i eteren både i lo-siden og i le-siden av det innkommende elektriske kraftfeltet. Men atomet omgir seg likevel med et felt med forøket etertrykk (+) som er kraftigere på atomets høyre side enn på dets venstre side. Samtidig blir atomet utsatt for et elektrisk kraftfelt med redusert etertrykk (-) som er kraftigere på atomets høyre side enn på dets venstre side. Det er tidligere nevnt at forøket etertrykk (+) tiltrekkes av redusert etertrykk (-). Atomet med sitt felt med forøket etertrykk inklusive M-bølgen blir da trukket henimot høyre fordi det elektriske kraftfeltet reduserer etertrykket mer ved atomets høyre side enn ved dets venstre side. (Det er mer forøket etertrykk (+) som blir tiltrukket av redusert etertrykk (-) på atomets høyre side enn på dets venstre side). I et annet eksempel der atomet fortsatt er positivt ladet og der det elektriske kraftfeltet også er positivt ladet og kommer inn fra høyre på samme måte som i eksempelet ovenfor behøver ikke atomet nødvendigvis å bli skjøvet vekk fra kraftfeltet i retning mot venstre på grunn av polarisasjon som alltid trekker atomet henimot det innkommende kraftfeltet.

13 Atom med positiv elektrisk ladning som blir påvirket av et negativt ladet elektrisk kraftfelt som kommer inn fra høyre side. Vi skal nå se hvordan et frittsvevende elektron blir påvirket av et positivt ladet elektrisk kraftfelt. Et eksempel er vist på skissen nedenfor:.

14 I eksemplet som er vist på skissen ovenfor befinner det frittsvevende elektronet seg i et positivt ladet elektrisk kraftfelt som kommer inn fra venstre side. E-bølgene som danner det positivt ladede elektriske kraftfeltet svinger omkring et trykknivå som er høyere enn det som er normalt i eteren. Og desto lenger disse E-bølgene befinner seg fra sin kilde det vil i dette tilfellet si hvor langt de befinner seg til høyre desto mer nærmer dette trykknivået seg det som er det normale trykknivået i eteren. I tillegg svinger disse E-bølgene svakere desto lenger de befinner seg til høyre. Derfor skaper det elektriske kraftfeltet mer forøket etertrykk (+) ved elektronets venstre side enn ved dets høyre side. Elektronet med sine E-bølger som svinger omkring et etertrykk som er lavere enn det som er normalt i eteren (-) blir da trukket mot venstre. I et annet eksempel der det elektriske kraftfeltet er negativt ladet (-) og kommer inn fra venstre på samme måte som i eksemplet ovenfor vil elektronet (-) bli skjøvet vekk fra kraftfeltets kilde i retning mot høyre. - Elektromagnetisme Strømmende elektroner eller forandringer i polarisasjonen i en elektrisk leder skaper et magnetisk felt omkring lederen, og forflytning av et magnetisk felt i forhold til en elektrisk leder forårsaker polarisasjon eller en strøm av elektroner i lederen. Dette samspillet mellom polarisasjon/ strømmende elektroner og magnetiske felt kalles elektro-magnetisme. For å kunne forstå elektro-magnetisme er det nødvendig å se litt nærmere på m-bølgene som omgir en magnet: m-bølgene på skissen ovenfor er vist med stiplede linjer som står normalt på m-bølgenes kurver. De stiplede linjene viser derfor retningen til m-bølgenes bevegelser utover. Det er nevnt tidligere at m-bølgene ikke er stående bølger ettersom det ikke kommer noe tog av liknende bølger fra motsatt retning, og at m-bølgene derfor forlater magneten med lysets hastighet. Men de stiplete linjene på skissen viser at m-bølgene fra magnetens to poler møtes ved siden av magneten. m-bølgene er på skissen illustrert som transverse bølger, og vi ser at når bølgene møtes da vil de negative og positive m-bølgene kunne legge seg over hverandre med pluss på pluss og minus på minus. Det vil altså si trykk over trykk og sug over sug. Dermed oppstår det stående m-bølger langs siden av magneten. Det er altså mellom magnetpolene at det oppstår stående m-bølger. Og derfor vil det alltid oppstå stående m- bølger mellom to ulike magnetpoler selv om disse tilhører forskjellige magneter som er i bevegelse i forhold til hverandre. En slik bevegelse vil jo normalt være svært langsom i forhold til m-bølgenes hastighet som er lysets hastighet. For å kunne forstå elektro-magnetisme er det også nødvendig å se nærmere på hvordan et atom avgir og mottar elektroner, og hvilken virkning det har på atomet når et elektron forlater det eller forener seg med det. Det er tidligere blitt beskrevet hvordan et atom gir fra seg et elektron, og denne beskrivelsen blir ikke gjengitt her. Det ble da nevnt at et elektron

15 kan bli trukket ut av et atom når atomets M-kuleskall er tilstrekkelig kraftig polarisert, og at elektronet forlater M-kuleskallet fra den polen der M-bølgen svinger omkring et trykknivå som er høyere enn det som er normalt i eteren. Når et elektron suges/ trykkes ut og vekk fra et atom ved en slik pol, da virker dette suget/ trykket på M-kuleskallet og på atomet på samme måte som om atomet hadde blitt påvirket av en m-bølge. Når et elektron forlater et atom vil derfor atomstrukturen få samme type skjelving som når det blir magnetisert. For en kortere eller lengre stund blir derfor atomet magnetisk når det har avgitt et elektron. Et atom som mottar et elektron kan være et elektrisk nøytralt atom, eller et ion med for eksempel positiv ladning på grunn av ett manglende elektron. Hvis atomet er elektrisk nøytralt, da blir elektronet liggende i M-kuleskallet etter at det er blitt mottatt av atomet og skaper dermed et elektrisk negativt ladet ion. Hvis atomet er et elektrisk positivt ladet ion, da formidler M-kuleskallet elektronet videre til plassen for det manglende elektronet i atomets ytterste elektronskall. I begge tilfeller ved mottagelse av elektroner får atomstrukturen skjelvinger av samme type og på samme måte som når atomet skyver fra seg et elektron. For bedre forståelse av dette vises det til tidligere forklaring av hvordan et atom tar til seg et elektron. For en kortere eller lengre tidsperiode blir altså atomet magnetisk også når det mottar elektroner. Et atom kan ikke ha mer enn ett par magnetiske poler på samme tid. Det er ikke bare når atomet tar imot eller avgir et elektron at atomstrukturen får skjelvninger som gjør atomet til en liten magnet. Atomstrukturen får nemlig også slike skjelvninger mens atomets M-kuleskall er i ferd med å bli mer eller mindre sterkt polarisert. Dette betyr altså at et materiale kan bli omgitt av et kortvarig magnetisk felt selv om det ikke strømmer elektroner i materialet. Men istedenfor må materialet da formidle et elektrisk felt som er i ferd med å bli sterkere eller svakere ved at materialets atomer blir mer eller mindre kraftig polarisert. For å kunne forstå elektro-magnetisme er det også nødvendig å se nærmere på hvor elektronene - og dermed de magnetiserte atomene - befinner seg på en elektrisk leder. Det er tidligere nevnt at elektronene forflytter seg i overflaten til en elektrisk leder. Og det ble blant annet med skisser vist at elektronene samler seg i større konsentrasjoner på områder med sterkt krummet overflate enn på områder der overflaten er mer plan. Der hvor det er større konsentrasjoner av elektroner vil det også bli dannet flere magnetiserte atomer. I en elektrisk ledning betyr det at når elektroner strømmer av sted langs ledningen, da vil de støte hverandre lenger vekk fra seg langsetter ledningen enn på tvers av den. Dermed blir de magnetiserte atomene liggende lenger vekk fra hverandre langsetter ledningen enn på tvers av den. Med det ovennevnte som grunnlag kan vi forstå elektro-magnetisme: - Når en ledning er strømførende, da danner det seg et magnetisk felt omkring ledningen. Dette feltet ligger som tettpakkede sirkler med ledningen i sentrum. Forklaring: Elektronene som strømmer langsetter overflaten på ledningen forplanter seg fra atom til atom. Hver gang et elektron blir mottatt av et atom eller blir avgitt fra et atom blir atomet for en kort stund en liten selvstendig magnet. Hver slik atommagnet vil orientere seg mot andre nærliggende atommagneter slik at positiv ende vrir seg til en nabo- atommagnets negative ende. Ettersom avstanden til nabo- atommagnetene er kortere på tvers av ledningen (når den for eksempel har et rundt tverrsnitt) enn langsetter ledningen, vil atommagnetene derfor i samlet gjennomsnitt vri seg på tvers av ledningen. Summen av alle atommagnetenes magnetfelt blir da det magnetiske feltet omkring ledningen som vi kan registrere for eksempel med en magnet. Ettersom atomene i ledningen har faste plasser i forhold til hverandre og derfor ikke kan rotere så vil heller ikke magnetfeltet omkring ledningen rotere. Dette magnetfeltet er altså stasjonært, og inneholder slik som magnetens magnetfelt på siden av magneten mye stående m-bølger.

16 På grunn av jordmagnetismen og de derav følgende elektro-magnetiske orienteringene som alltid eksisterer og som alltid er de samme ved Jordoverflaten, vil de første atommagnetene som blir dannet når elektronene begynner å strømme i ledningen alltid snu seg til samme bestemte retning i forhold til elektronenes strømningsretning. Alle de etterfølgende atommagnetene som blir dannet av elektronstrømmen i ledningen blir da tvunget til å orientere seg slik som beskrevet ovenfor mot de første atommagnetene slik at også de snur seg i samme retning. Dermed får vi alltid høyrehåndsregelen for strøm- og magnetretningene. - Når en leder (formet som en ledning) ligger på tvers av et magnetfelt og så blir satt i bevegelse i forhold til magnetfeltet, da oppstår det en elektrisk strøm i lederen hvis lederens to ender er forbundet med hverandre slik som vist på figuren nedenfor: Forklaring: Når lederen flytter på seg relativt til magnetfeltet, da vil de stående m-bølgene i magnetfeltet riste i atomene i lederen og dermed forårsake at elektroner blir skjøvet vekk fra noen av disse atomene. Hver gang et elektron blir skjøvet vekk fra et atom blir atomet magnetisert. Dette skjer etter hvert med mange atomer, og disse atommagnetene vrir seg slik som beskrevet ovenfor til en stilling på tvers av ledningen. Magnetfeltet fra magneten bestemmer til hvilken retning atommagnetene vil vri seg. Nemlig til en bestemt retning når ledningen nærmer seg magnetens + pol, og motsatt retning når ledningen nærmer seg magnetens pol. Hvilken retning er det de elektro-magnetiske orienteringene ved jordoverflaten som bestemmer. Det er slik som nevnt ovenfor de første atommagnetene som blir dannet som alltid vil snu seg til samme bestemte retning i forhold til lederens bevegelsesretning mot eller vekk fra magnetens poler. Alle de etterfølgende atommagnetene blir da tvunget til å orientere seg mot de første atommagnetene slik at også de snur seg i samme retning. Dermed oppstår det alltid et magnetfelt omkring lederen som er i henhold til venstrehåndsregelen.

17 De frigjorte elektronene vil gjensidig skyve på hverandre slik at elektronene skyves langsetter lederen vekk fra magnetfeltet. Slik som ovenfor er det de elektro-magnetiske orienteringene ved Jordoverflaten som bestemmer hvilken vei de første elektronene vil bli skjøvet. Disse elektronene vil slik som beskrevet tidligere danne et magnetisk felt omkring ledningen og dette feltet er sammenfallende i retning med det som magnetens magnetfelt skaper omkring ledningen. Tapet av elektroner i ledningen i magnetens magnetfelt skaper positive ioner. Disse ionene vil trekke til seg og absorbere elektroner etter hvert som de ankommer etter at elektroner har sirkulert rundt i hele ledningens lengde. Denne sirkulerende elektriske strømmen vil vedvare så lenge som ledningen beveger seg i forhold til magnetens magnetfelt. Når ledningen forskyves i forhold til magnetens magnetfelt slik som vist på skissen ovenfor da møter den en motstand som følge av å bli ført gjennom de stående m-bølgene i magnetens magnetfelt. Denne kraften/ energien går med til å frigjøre elektroner fra atomene i ledningen, men også til å skyve på elektronene i starten vekk fra atomet som produserte elektronet. Elektronene møter jo motstand når de strømmer i ledningen. Kraften som skal til for å forskyve ledningen blir kraftigere desto raskere ledningen blir forskjøvet. Desto flere elektroner blir det da skapt det vil si desto kraftigere blir strømstyrken. Men strømstyrken blir omvendt proporsjonal med størrelsen av motstanden i ledningen. Med kraftigere strømstyrke blir også magnetfeltet omkring ledningen kraftigere. - Når det sendes en elektrisk strøm gjennom en ledning som henger på tvers av retningen til et magnetfelt, da blir ledningen skjøvet vekk fra magnetfeltet enten til den ene siden eller til den andre siden avhengig av strømretningen og magnetfeltets +/ - retning. Dette er vist på skissen nedenfor: