Wat is magnetisme?
Kort antwoord:
Magnetisme is de kracht die ontstaat door bewegende elektrische lading, zoals de elektronen in een atoom. Elke stof reageert er een beetje op, maar alleen ijzer, nikkel, kobalt en een paar verbindingen daarvan zo sterk dat een magneet eraan blijft hangen. Daarom houdt een magneet wel aan een stalen koelkastdeur en niet aan een aluminium pan.
Waarom:
Elk elektron werkt als een piepklein magneetje. In de meeste stoffen heffen die magneetjes elkaar op. Alleen in ijzer en verwante stoffen werken ze over grote gebieden samen, en dan tellen ze op tot een kracht die je in je hand voelt.
Een briefje op de koelkast, een kompas dat naar het noorden wijst, een magneet die wel aan de schaar blijft hangen maar niet aan de koekenpan: het is allemaal magnetisme. Dit artikel legt uit waar het vandaan komt aan de hand van spullen die je in huis hebt, met een paar proefjes die je zelf kunt doen. Je kunt het ook gebruiken voor een spreekbeurt of werkstuk.
Waar magnetisme vandaan komt
Alles om je heen bestaat uit atomen, en rond elk atoom bewegen elektronen. Een bewegende elektrische lading maakt een magnetisch veldje, en elk elektron heeft daarnaast een eigen draaiing, de spin. Elk elektron is daardoor een piepklein magneetje.
Meestal zitten de elektronen in paren met tegengestelde spin, en heffen hun magneetjes elkaar op. IJzer heeft vier elektronen zonder partner. Bovendien richten de atomen in ijzer hun magneetjes naar elkaar, over gebiedjes van een paar tienden van een millimeter. Daardoor kan een stuk ijzer als geheel magnetisch worden. Hoe dat samenwerken gaat, staat uitgewerkt bij wat een magneet magnetisch maakt.
Waarom blijft een magneet niet aan alles hangen?
Loop met een magneet door de keuken en je komt alle vormen van magnetisme tegen. Natuurkundigen onderscheiden er vijf; in huis merk je er twee, de rest is te zwak.
Ferromagnetisch zijn ijzer, nikkel en kobalt, en dus ook gewoon staal. De magneetjes in het materiaal gaan mee met de magneet, het staal wordt tijdelijk zelf een magneet, en daardoor trekken ze elkaar aan. Daarom kun je met een magneet een ketting van paperclips maken: elke paperclip magnetiseert de volgende.
Ferrimagnetisch is ferriet, het grijs-zwarte materiaal van de meeste koelkastmagneetjes. Daarin staan twee groepen magneetjes tegen elkaar in, maar de ene groep is sterker, zodat er toch een flinke magneet overblijft. Het mineraal magnetiet werkt net zo; stukken magnetiet waren de eerste magneten die mensen kenden. Ferriet levert per volume minder kracht dan neodymium, maar roest niet en is goedkoop, en daarom is het ook het materiaal van de ferrietmagneten in de winkel.
Paramagnetisch is aluminium. Het wordt wel aangetrokken, maar ijzer reageert ruim tweehonderd miljoen keer sterker. Merk je toch iets als je een sterke magneet langs een aluminium pan beweegt? Dan zie je een ander effect: de bewegende magneet wekt stroompjes op in het metaal, wervelstromen, en die remmen hem af.
Diamagnetisch zijn koper, water en dus ook jij. Die stoffen worden heel zwak afgestoten. In Nijmegen liet een onderzoeksgroep in 1997 een levende kikker zweven in een veld van 16 tesla, alleen op het water in zijn lichaam. Elke stof is minstens een beetje diamagnetisch, dus strikt genomen bestaat "niet magnetisch" niet.
Roestvast staal is een geval apart: sommige soorten zijn ferromagnetisch, de meest gebruikte soorten in pannen en spoelbakken nauwelijks. Daarom blijft een magneet aan de ene rvs-koelkast wel hangen en aan de andere niet. Welke metalen reageren en welke niet, zet welke metalen magnetisch zijn op een rij.
Zelf proberen
Drie proefjes die laten zien hoe magnetisme werkt, met spullen uit huis en een paar magneten:
- Een kompas maken. Strijk een naainaald een keer of twintig in dezelfde richting langs een magneet, steeds van het oog naar de punt. Leg de naald op een plakje kurk in een schaaltje water. Hij draait vanzelf noord-zuid.
- De paperclipketting. Hang paperclips onder een magneet en tel hoeveel er aan elkaar blijven hangen. Haal de magneet weg: de ketting valt grotendeels uit elkaar, omdat de paperclips maar tijdelijk magnetisch waren.
- De afgestoten druif. Prik twee druiven aan de uiteinden van een rietje en leg het rietje in balans op de dop van een fles. Breng een sterke neodymium magneet langzaam naar een druif toe: de druif schuift weg. Dat is het diamagnetisme van het water in de druif.
Voor deze proefjes heb je geen dure set nodig. Een paar ferrietmagneten en één sterke neodymium schijfmagneet van Ø 20 mm of groter zijn genoeg. Meer experimenten, van veldlijnen tot een magneet die langzaam door een koperen buis valt, vind je bij proefjes met magneten.
Kleine sterke magneten horen niet bij jonge kinderen
Neodymium magneten zijn veel sterker dan ze eruitzien. Twee ingeslikte magneetjes kunnen elkaar door de darmwand heen aantrekken, en twee grote magneten die naar elkaar toe schieten, kunnen een vinger klemmen. Laat kinderen de proefjes met neodymium onder begeleiding doen, en kijk voor geschikte magneten bij welke magneten veilig zijn bij kinderen.
Magnetisme en elektriciteit
Magnetisme en elektriciteit zijn twee kanten van hetzelfde verschijnsel. In 1820 zag Ørsted dat een draad met stroom een kompasnaald laat uitslaan, en in 1831 liet Faraday zien dat een bewegende magneet stroom opwekt. Een fietsdynamo, een elektromotor en een inductiekookplaat werken allemaal zo. Bij een inductiekookplaat kun je dat zelf controleren: een pan werkt erop als er een magneet aan de bodem blijft hangen.
Magnetisme en je lichaam
Ook bloed reageert op een magneet, maar heel anders dan vaak wordt beweerd. Het ijzer in bloed zit vast in hemoglobine en is niet ferromagnetisch. Linus Pauling en Charles Coryell maten in de jaren dertig dat hemoglobine met zuurstof diamagnetisch is en zonder zuurstof zwak paramagnetisch. Bloed als geheel reageert ongeveer zoals water. Een magneetarmband trekt dus niets merkbaars door je aderen, wat er op de verpakking ook over doorbloeding staat.
Bronnen
HyperPhysics, Georgia State University, Magnetic properties of solids, met de magnetische eigenschappen van aluminium, koper, water en ijzer. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
Bren, Eisenberg en Gray, Discovery of the magnetic behavior of hemoglobin: A beginning of bioinorganic chemistry, PNAS 112 (2015), over het onderzoek van Pauling en Coryell naar het magnetisme van hemoglobine. caltech.edu
Verder lezen over de basis van magnetisme
Hoe werkt een magneet?
Wat er in het materiaal gebeurt en waarom dat aan de buitenkant kracht oplevert.
Lees verder →Wat is een magnetisch veld?
Waar een veld vandaan komt, hoe sterk het is en waarom een veld nog geen kracht is.
Lees verder →Kunnen magneten elkaar laten zweven?
Bewezen onmogelijk sinds 1842, met vier manieren waarop het toch kan.
Lees verder →Geneeskracht en magneten
Waarom hetzelfde woord voor natuurkunde en voor alternatieve geneeswijzen wordt gebruikt, en wat onderzoek zegt.
Lees verder →De kracht die ontstaat door bewegende elektrische lading, en de eigenschap van stoffen om op een magneet te reageren.
Ferromagnetisch
Sterk magnetisch, zoals ijzer, nikkel, kobalt en staal. Een magneet blijft eraan hangen en het materiaal kan zelf een magneet worden.
Ferrimagnetisch
Sterk magnetisch doordat twee groepen magneetjes tegen elkaar in staan, maar ongelijk sterk zijn. Ferriet en magnetiet zijn ferrimagnetisch.
Paramagnetisch
Heel zwak aangetrokken door een magneet, zoals aluminium. In het dagelijks leven merk je er niets van.
Diamagnetisch
Heel zwak afgestoten door een magneet, zoals koper en water. Elke stof is minstens een beetje diamagnetisch.
Hans Huizenga
Oprichter van specialistische webshop MagneetjesWinkel.nl met fysieke winkel in Ede.
Laatst bijgewerkt: 15 oktober 2026