Questions aux experts

Je prends un vaporisateur rempli d'eau et je dispose devant moi une plaque de verre, une plaque de métal, une feuille de papier et une éponge. J'envoie le jet du vaporisateur sur ces objets l'un après l'autre. J'observe, évidemment, que l'eau ruisselle sur le verre, sur le métal, pas tout de suite sur le papier, le temps qu'il se mouille, et pas du tout sur l'éponge, qui absorbe tout.
Ceci n'est, bien entendu, qu'une image permettant de se représenter ce qui se passe avec le champ magnétique engendré par l'aimant : de même que le verre et le métal sont imperméables à l'eau, elle coule sur eux sans les perturber, de même la plupart des substances sont indifférentes au champ magnétique. Il les traverse comme si elles n'existaient pas, il les ignore et elles le lui rendent bien, donc aucune interaction ne se produit. En revanche, il existe quelques substances, dont le fer, mais aussi le nickel et le cobalt, ainsi qu'un certain nombre d'alliages et d'oxydes métalliques, qui sont très friandes du champ magnétique que leur offre l'aimant. Elles le concentrent et cherchent à en attraper un maximum, comme l'éponge avec l'eau. Gorgées de champ magnétique, elles deviennent elles-mêmes des aimants, et sont donc attirées vers l'aimant générateur de champ.
On peut très bien matérialiser ces effets en utilisant de la limaille de fer dont on saupoudre une feuille de papier posée à plat sut un petit aimant en face duquel on dispose un morceau de bois, ou d'aluminium, de cuivre ou de fer. L'effet d'indifférence dans les 3 premiers cas et de concentration dans le quatrième est extrêmement spectaculaire.
Il resterait maintenant à expliquer pourquoi le fer a ce comportement singulier, mais c'est une autre affaire, qui sort totalement du niveau élémentaire. Disons que dans le fer (et dans les autres matériaux qui ont la même affinité pour les aimants, et qu'on désigne sous le nom de matériaux ferromagnétiques), les électrons, qui sont eux-mêmes des sortes de petits aimants, ont tendance à s'aligner tous dans le même sens et donc à ajouter leurs champs magnétiques, et ce d'autant plus qu'on les soumet à un champ magnétique extérieur. Ils transforment alors le morceau de fer en un aimant.

Il existe dans la nature un corps simple - le fer - capable d'aimantation. Un autre objet est un véritable aimant : le globe terrestre ! Il oriente la petite aiguille de la boussole en fer.
L'explication repose sur le mouvement des électrons gravitant autour du noyau de chaque atome composant le fer. Ces mouvements créent un "champ magnétique" se traduisant par des forces d'attraction ou de répulsion entre deux objets comportant du fer.