диамагнетизм - объяснено просто и ясно (новое)

Привет всем! Это видео посвящено особой форме магнетизма, а именно диамагнетизму. Я выбрал следующий эксперимент, чтобы показать вам этот эффект и его последствия. Для эксперимента вам понадобятся всего 4 неодимовых магнита и кусочек графита. Если поместить кусочек графита в середину магнита, он будет плавать. Сила отталкивания между магнитами и графитом настолько велика, что вы можете прижать графитовую пластину ватными палочками. Давайте ещё раз рассмотрим структуру эксперимента в анимации. Чтобы объяснить вам, почему графит плавает на магните, я покажу вам другой эксперимент. Для этого эксперимента я вырезал дно чайной свечи так, чтобы осталось только алюминиевое кольцо. Я прикрепил это кольцо к штативу двумя нитями и небольшим количеством клейкой ленты. Мне также понадобится постоянный магнит. Я вкратце покажу вам, что это магнит. Надеюсь, на замедленной съёмке вы видите, как алюминиевое кольцо отталкивается магнитом, пока я приближаюсь к алюминиевому кольцу с магнитом. Вопрос в следующем: что происходит в алюминиевом кольце при приближении магнита? Для этого перейдём на уровень модели. Маленькие точки на алюминиевом кольце, вероятно, представляют собой свободные электроны в алюминии. Как только я приближаюсь к магниту, эти электроны начинают двигаться по окружности. Этот эффект называется индукцией и наблюдается только в электрических проводниках. Направление индуцированного тока теперь меняется. По мере приближения магнита электроны движутся таким образом, что создают магнитное поле, противоположное внешнему магнитному полю стержневого магнита. В этом случае южный полюс стержневого магнита и южный полюс магнитного поля алюминиевого кольца, через которое течёт ток, противоположны. Однако, поскольку свободные электроны не движутся без трения в алюминии, их движение прекращается, как только я перестаю приближать стержневой магнит к кольцу. Это также приводит к исчезновению магнитного поля вокруг алюминиевого кольца. Но какое отношение этот эксперимент имеет к нашему графиту? Если внимательно заглянуть внутрь графита, то можно обнаружить там связанные, но не локализованные электроны. Это так называемые пи-электроны. Внешнее магнитное поле теперь обеспечивает образование этими пи-электронами круговых токов. Направление таково, что круговые токи создают магнитное поле, противоположное внешнему магнитному полю. Важно: это не индуцированные токи, а такая форма магнетизма называется диамагнетизмом. Итак, здесь тоже есть два одноименных полюса (в данном случае Южный и Южный), обращённых друг к другу. Это приводит к магнитному отталкиванию. Однако, поскольку пи-электроны могут двигаться без трения, их движение не останавливается, и магнитное поле, создаваемое круговыми токами, сохраняется. Если внимательно рассмотреть неодимовые магниты, то можно увидеть, что они расположены следующим образом. Два неодимовых магнита направлены своим северным полюсом, а два – своим южным полюсом в сторону графитовой пластины. В результате в графитовой пластине образуются четыре области, поскольку в каждой из них создаётся магнитное поле, противоположное магнитному полю неодимовых магнитов. Таким образом, отдельные области графитовой пластины испытывают результирующую силу, направленную в центр четырёх неодимовых магнитов. Взглянув на нижнюю сторону графитовой пластины, можно снова увидеть, что два одноименных полюса обращены друг к другу, что и является причиной плавающего положения графитовой пластины.