Grafiet levitatie |
Datum: Juli 2010
Principe:
De diamagnetische eigenschappen van grafiet zorgen ervoor dat het kan zweven in een sterk magnetisch veld. |
Materiaal:
Middlesex University Graphite Levitation Kit Code: 212-050B |
|
Uitvoering:
|
Resultaten:
|
Discussie en conclusie:
Dit experiment demonstreert
het diamagnetisch gedrag waarbij het grafiet afgestoten wordt door zowel de
Noord (N) als de Zuid (Z) pool van de magneten.
Door de magneetpolen te alterneren kan men een sterke magnetische veldgradiënt creëren dat het grafiet plaatje centreert, zoals schematisch weergegeven in onderstaande figuur.
Magneten kunnen op 3 manieren invloed uitoefenen op ander materialen, ze kunnen het materiaal aantrekken, afstoten of er geen effect op hebben. Als men over diamagnetisme praat spreekt men over objecten die slechts een zwakke afstoting ondergaan in een magnetisch veld. In tegenstelling tot magneten spreekt men bij deze materialen niet van magnetische polen, zowel de N als de Z pool van een magneet stoot het materiaal evenveel af. Zoals bovenstaand experiment demonstreerde is grafiet ook diamagnetisch. Het is ca. 10000 x meer diamagnetisch dan water. Het plaatje grafiet is ook erg licht en in combinatie met de zwakke afstoting die het ondervindt in een magnetisch veld kan het daarom boven de magneten zweven. Elk materiaal is (soms slechts zeer licht) gevoelig voor een extern magnetisch veld. Het maakt dit groter of kleiner. De verhouding van de sterkte van het veld in het materiaal tot dat buiten het materiaal noemt men de relatieve permeabiliteit µ(r). Nauwelijks magnetiseerbare materialen hebben een µ(r) van iets meer dan 1, en diamagneten hebben een µ(r) van iets minder dan 1. Ferromagneten hebben een zeer grote (relatieve) permeabiliteit. |
Opmerkingen:
|
Literatuur:
|
Achtergrondinformatie:
Pyrolytisch grafiet is een synthetisch materiaal dat lijkt op grafiet. Het is het ontledingsproduct van koolwaterstoffen die in een vacuümoven tot een hoge temperatuur verhit worden (pyrolyse). Het koolstof dat zo gevormd wordt kristalliseert dan uit in op elkaar gestapelde lagen. Deze lagen kunnen als het ware langs elkaar schuiven (splijtvlak) analoog aan mica. Onderstaande afbeelding is Scanning Tunneling Microscoop scan van pyrolytisch grafiet. De sterk gelaagde structuur is duidelijke waarneembaar.
|
15-01-2017