Парамагнетики и диамагнетики

Описание:

Мы взяли сильные неодимовые магниты размером 14x5 мм, пробку, свободно плавающую на воде, и различные вещества (олово, алюминий, сера, уголь, медный купорос, пластик, дерево, мел, медь...). Помещая предметы на пробку мы проверяли как они взаимодействуют с магнитным полем нашего магнита.

 

Зачем исследуемые вещества помещать на плавающую пробку?

 

Затем, что при этом способе во много раз уменьшается сила трения и теперь даже малейшая сила магнитного притяжения или отталкивания (которую невозможно обнаружить из-за трения в обычных условиях) будет двигать предмет вместе с пробкой по воде.

 

Опыт очень прост: вещества, которые слабо притягиваются магнитом - парамагнетики, а вещества, которые отталкиваются от магнита - диамагнетики.

 

 

 

Подробнее о том, что же такое пара- и диамагнетики...

 

Мы знаем, что магнит притягивает железные предметы. Кроме железа, притягиваются также близкие к нему металлы – никель и кобальт. Такие металлы называют ферромагнетиками.

 

Если нагреть эти металлы до точки Кюри, то они перестают притягиваться к магниту.

 

Но если быть точным, то они продолжают притягиваться, только в сотни тысяч раз слабее. Эти металлы становятся парамагнетикамиПарамагнетиков достаточно много. Это металлы магний, кальций, алюминий, хром, марганец, газ кислород и многие другие.

 

Но гораздо больше, оказывается, других веществ – диамагнетиков, которые магнитом отталкиваются. Правда, это отталкивание диамагнетиков очень слабо, и его заметить трудно.

 

Еще в 1778 г. малоизвестный ученый Антон Бругманс положил кусочек металла висмута в маленький бумажный кораблик, поставил его на воду и поднес к нему магнит. И вопреки здравому смыслу того времени кораблик стал уплывать от магнита. Этот результат был так необычен, что ученые не стали даже проверять его, а просто не поверили Бругмансу. Слишком велик был авторитет «гения магнетизма всех времен» - Гильберта, утверждавшего, что не может быть тел, отталкивающихся от магнита.

 

Правда, позже его опыты повторил французский ученый Анри Беккерель (дед знаменитого Анри Беккереля, открывшего радиоактивность урана) и пришел, естественно, к тому же результату. Мало-помалу ученые склонились к мысли, что висмут все-таки отталкивается магнитом, но это исключение из правил.

 

Мнение, что только три металла – железо, никель и кобальт притягиваются к магниту, а все остальные вещества безразличны к нему, господствовало в науке вплоть до 1845 г. Потому что именно в этом году великий английский ученый Майкл Фарадей (1791—1867) установил, что нет в природе веществ, полностью безразличных к магниту. Фарадей верил, что природные силы едины и магнитные свойства присущи всем существующим в природе веществам.

 

Чтобы выявить даже ничтожную способность тел притягиваться или отталкиваться магнитом, Фарадей подвешивал эти тела на тонкой длинной нити между полюсами мощного электромагнита. Чем длиннее была нить, тем меньше требовалось силы, чтобы отклонить – притянуть или оттолкнуть – тело. (Каким бы тяжелым ни был груз, хоть в сотни тонн, если он подвешен на длинном канате, рабочие-монтажники легко отклоняют его руками, точно нацеливая на место приземления.)

 

Таким методом Фарадей проверил тысячи веществ и убедился, что абсолютно все исследуемые тела различным образом, в разной мере, но реагируют на магнитное поле.

 

  • Несколько металлов и сплавов – ферромагнетики – сильно притягиваются магнитом.
  • Большее количество веществ, которые Фарадей назвал парамагнетиками, притягиваются,
  • а огромное количество веществ – все остальные вещества, кроме ферромагнетиков и парамагнетиков, – отталкиваются магнитом. Их Фарадей назвал диамагнетиками.

 

Слова «парамагнетики» и «диамагнетики» отличаются приставками «пара» и «диа». Эти приставки по-гречески означают «вдоль» и «поперек». Если взять стерженьки из парамагнетика и диамагнетика, подвесить их на нити или поставить на иглу, и внести в поле между двух полюсов магнита, то поведут они себя по-разному.

 

Парамагнитный, как и ферромагнитный, стерженек, концы которого притягиваются к полюсам магнита, расположится вдоль силовых линий поля – от полюса к полюсу. Диамагнитный же стерженек, концы которого при приближении к полюсу магнита приобретают ту же полярность, будет стремиться занять такое положение, чтобы концы были подальше от любых полюсов магнита, т. е. перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Отсюда и названия этих магнетиков.

 

Число диамагнетиков огромно, оно, безусловно, больше списка, который составил Фарадей на основании своих опытов: «Иод, воск, гуммиарабик, слоновая кость, баранина вяленая, говядина вяленая, говядина свежая, кровь свежая, кровь высушенная, хлеб, китайская тушь, берлинский фарфор, шелковичный червь, древесный уголь… этот список можно перечислять очень долго. Даже сам человек – тоже диамагнетик».

 

 

 «Если бы можно было подвесить человека на достаточно чувствительный подвес, – писал Фарадей, – и поместить в магнитное поле, то он расположился бы поперек силовых линий, так как все вещества, из которых он составлен, включая кровь, обладают этим свойством».

 

Чтобы подчеркнуть, насколько всеобъемлющ диамагнетизм, говорят, что все вещества в природе – диамагнетики; как исключение из правила встречаются парамагнетики, и совсем уж редко – ферромагнетики. А ведь все время считалось, что магнитными свойствами обладают только эти «редчайшие» ферромагнетики! 

 

Категория: Видео-опыты (физика) | Добавил: Batan1st (13.03.2016)
Просмотров: 10848 | Теги: Физика, Магнит, наука детям, диамагнетики, парамагнетики, опыты с магнитами, неодимовый магнит | Рейтинг: 3.5/4