小球的悬浮实验

2015-07-15 16:08:06阅读:43

  在学完磁铁课程后,我校九年级1班王殿杰同学对磁性材料进行了探索性的学习,并利用反磁材料和磁铁让小球悬浮。

  科普:铁磁性及亚铁磁性材料是一般认定的磁性材料,会被磁铁的任何一极吸引,且可以感受到其吸引力。也只有这类的物质可以在外加磁场消失后时仍维持其磁化的特性,因此可以作为磁铁使用。常见的铁磁性材料如铁、钴、镍以及它们的合金。

  顺磁性材料,像铂、铝和氧等物质,会微弱的被磁铁的任何一极吸引,但其吸引力只有铁磁性材料的几十万分之一,所以只能用精密仪器来量测。铁磁流体是指悬浮许多奈米数量级大小的的铁磁体粉末,因为无法被磁化.有时也视为是顺磁性材料。

  反磁性材料,像碳、铜、水和塑胶等物质会被磁铁的任何一极排斥,其排斥力非常微弱。大部分的物质都是反磁性的,其磁导率略小于真空磁导率,若使用一般磁铁,其排斥力非常小。但若使用强力的超导磁铁,像铅块甚至老鼠都可以因为磁悬浮而浮在空中。超导体也会受磁场的排斥,是强烈的反磁性材料。

  实验原理:当磁铁悬挂于上方时,会对铁球产生磁化作用,小球因为磁化而具有磁性,小球下方的碳纤维板是一种反磁材料,它会对被磁化的小球产生排斥力。通过调整适当的高度,使得小球受到的向上的磁力和小球的重力达到平衡。留给大家的问题是:为什么必须用到反磁材料才能悬浮,单靠磁铁和小球能否制造悬浮效果?

王殿杰同学正在调整小球使小球受力平衡
 
小球已经和下面的碳块分离了!由于反磁材料和磁场的排斥力非常微弱,这种悬浮只有距离很近才能看清。
 
小球悬浮的近景
 
圆柱体此贴的悬浮
 
圆柱体悬浮的近景
 
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