Q - A aimants sous l'eau, Département de physique, Université de l'Illinois à Urbana-Champaign
je dois écrire un essai sur « les aimants fonctionnent dans l'eau » et je l'ai fait une petite expérience pour voir s'ils l'ont fait, et ils l'ont fait. mais je dois knw pourquoi ils ont travaillé dans l'eau. alors s'il vous plaît aidez-moi!
- Taylor (13 ans)
Watertown Middle School, MA, USA
En fait, la force entre deux aimants dépend de la distance ils sont et quels angles ils sont tourné à. Bien sûr, s'il y a quelque chose d'autre autour exerçant des forces sur les aimants, vous risquez de perdre la trace de la force directe entre eux. Cela se produit s'il y a, par exemple, un morceau de fer entre eux. Ils magnétiser le fer, donc il y a maintenant un autre aimant autour. Que ce fait la force nette sur chaque aimant plus ou moins important dépend de la façon dont ils sont disposés.
Puisque l'eau est presque complètement non magnétique, il n'a tout simplement pas une force magnétique supplémentaire importante sur les aimants. Tout ce que vous obtenez est la même force il y aurait eu si elles étaient dans l'air ou dans le vide.
Suivi # 1: aimant dans l'eau
si l'aimant est petite ou grande doues-il une différence alors?
- david (13 ans)
pasadena, CA, USA
pas vraiment. L'aimantation de l'eau est trop petit pour faire une différence significative dans les forces magnétiques. Cependant, les forces de friction avec l'eau peuvent être importantes.
W. Mike
Suivi # 2: aimants dans l'eau chaude
Que faire si la tempature de l'eau varie? Ne serait-il une différence?
- Andrew (12 ans)
Boston, MA, États-Unis
Il ne serait pas beaucoup de différence parce que l'eau a très peu de magnétisme si chaud ou froid. Si l'eau était assez chaude, cependant, il pourrait causer des aimants « permanents » eux-mêmes à faiblir. En effet, lorsqu'il est chauffé les domaines magnétiques peuvent réorganiser, et ils ont tendance à annuler les uns les autres. Lorsque très chaud, le magnétisme du matériau magnétique affaisse tout à fait, mais pour des aimants permanents ordinaires qui prend chauffage au-dessus du point d'ébullition d'eau.
Suivi # 3: le magnétisme de l'eau
Tout d'abord, vous avez dit que l'eau était non magnétique. Mais, alors vous avez dit que l'eau était légèrement magnétique (ou comme vous LIBELLEES il). Je suis très confus, est de l'eau magnétique, oui ou non?
- Aleasha (14 ans)
En fait, ce que nous avons dit était cohérent dans les trois réponses. L'eau est « presque complètement non magnétique », ce qui signifie la même chose que « trop petit pour faire une différence significative » ou « très peu de magnétisme. »
Il y a un bel article de Wikipedia sur « diamagnétisme ». qui mentionne la force diamagnétique de l'eau. Elle affecte la force du champ magnétique d'environ 0,001%, ce qui est un effet très faible.
Suivi # 4: diamagnétisme
C'est vrai, le matériel diamagnétique polarise un peu dans la direction qui réduit le champ magnétique en elle. Dans le cas le plus extrême de diamagnétisme, simples (type I) superconducteurs expulse complètement les champs magnétiques. Autour des bords d'une région diamagnétique, le terrain peut aller jusqu'à un little- vous pouvez imaginer quelques lignes de champ magnétique expulsés du diamagnet empilés à l'extérieur. Dans le cas de superconducteurs, le champ en dehors du supraconductrice peut monter beaucoup, alors que le champ est à l'intérieur zéro.
Suivi # 5: aimant dans l'eau
L'effet de l'eau est trop faible pour avis, sauf si vous utilisez des instruments très précis. Vous ne devez pas vous inquiéter à ce sujet.
Suivi # 6: aimants dans l'eau chaude
Je suis en train de faire une expérience dans la science et je mets un aimant dans l'eau régulière de l'eau chaude et l'eau froide. L'aimant fonctionne mieux dans l'eau chaude puis tout le reste. Sauf vous avez dit que leur est rien ou presque rien magnétisé dans l'eau.
- Brynn (12 ans)
Vienne, Va, U.S
Je ne suis pas sûr de ce que « fonctionnait mieux » signifie.
Si vous vérifiez la rapidité avec laquelle un trombone ou quelque chose comme ça se dirigèrent vers l'aimant, il peut se déplacer plus rapidement dans l'eau chaude parce que c'est moins visqueux (frictiony) que l'eau froide.
Si vous vérifiez la distance l'aimant pourrait obtenir et ramasser encore le clip, alors je ne comprends pas le résultat.
Suivi # 7: Aimants et trombones dans l'eau
Brava Camilla! Bonne réflexion sur les clips « pesant moins » dans l'eau. Le fait est que le poids « efficace » d'un objet dans l'eau est proportionnelle à la densité de l'objet, moins la densité de l'eau. Dans le cas des trombones dans l'eau la masse volumique de l'acier est d'environ 8 grammes par centimètre cube et la densité de l'eau est d'environ 1. Alors, la différence est significative; environ 1/8 -> 12,5 pour cent.
Si la densité de l'objet est 1, alors le poids effectif est égal à zéro, et l'objet flotte. Vous pourriez essayer de voir si vos résultats avec les trombones sont conformes à la prévision de 12,5%. Fais-nous savoir ce que tu trouves.
Le suivi # 8: Est-ce que la réalisation des solutions affectent le magnétisme?
Vous avez raison que l'électricité et le magnétisme sont des aspects de la même force fondamentale. Néanmoins, en général un bon placement conducteur électrique dans un champ magnétique a peu d'effet sur le magnétisme. C'est certainement vrai pour les acides dans l'eau, des solutions salines, etc.
Il y a un effet général de la conductivité sur le magnétisme. Si le magnétisme est en train de changer au fil du temps, alors il attise les courants de Foucault dans le conducteur. Ces courants de Foucault créent des champs magnétiques qui tendent à annuler les modifications du champ dans la région du conducteur. C'est ainsi que des boîtes métalliques ordinaires peuvent protéger leur contenu des champs magnétiques à haute fréquence. Cependant, à l'exception des superconducteurs, ce genre de protection ne fonctionne pas pour les champs en courant continu.
Le suivi # 9: petits aimants se sentent le champ de la terre
Je comprends, de vos explications claires, que l'eau ne modifie pas la capacité d'un aimant pour attirer des objets. Quelle taille un aimant doivent être d'être affectées par le champ magnétique de la Terre? Si vous utilisez des aimants dans l'océan, seront-ils affectés par le champ magnétique?
- Claire
Je ne suis pas 100% sûr de ce que vous entendez par « affecté par le champ magnétique de la Terre » Je vais, donc interpréter la question pour signifier quelque chose que je peux répondre.
Vous pouvez voir que les petits aimants dans les boussoles sont affectés par le champ de la Terre. C'est ce qui les aligne. Quelle est la taille d'un aimant et pourrait être encore aligner assez bien? L'alignement magnétique est perturbé par branlement thermique aléatoire, en tant que molécules rebondissent sur le petit aimant. Afin d'aligner assez bien, l'énergie d'alignement magnétique doit être à peu près aussi grande que l'échelle de l'énergie thermique. A température ambiante qui est d'environ 4 * 10 -14 ergs. L'énergie d'alignement magnétique est le produit du champ et le moment magnétique de l'aimant. Le champ de la Terre est d'environ un demi Gauss. Cela signifie que vous avez besoin d'un moment magnétique d'environ 10 -13 émeu. Un électron peut contribuer environ 10 -20 émeu. Donc, vous avez besoin d'environ 10 7 électrons impliqués, à environ un électron par atome pour un aimant typique. C'est un aimant vraiment minuscule, seulement 10 millions d'atomes.
Qui utiliserait un petit aimant dans l'océan? Pourquoi, une bactérie magnétotactiques, bien sûr. Ces bactéries utilisent de minuscules aimants pour aider à s'orienter. Les plus petits cristaux magnétiques utilisés ne sont que légèrement plus grande que la taille minimale, nous avons calculé.
Suivi # 10: aimants dans des liquides
je suis en train de faire un projet scientifique sur la façon dont des aimants attirer à travers des liquides différents, pourriez-vous me donner quelques informations à ce sujet?
- noé (14 ans)
louisville, KY, USA
Pourriez-vous nous dire quelle information que vous voulez, au-delà de ce qui était dans la série de réponses précédentes?
Suivi # 11: tension superficielle magnétique dans l'eau? Ou une couche de balivernes?
Les forces entre les molécules d'eau ont presque pas de composant magnétique. Ceci est un exemple d'une ERROR- commune appelant toutes sortes de forces « magnétiques » sans raison particulière.
Suivi # 12: liquides et magnétisme
D'accord, nous savons à quel point le magnétisme des effets de l'eau, mais qu'en est-autres liquides, comme des acides, des bases ou de l'eau salée?
- Ben Dolder (16 ans)
Dunwoody, GA
Les sortes de liquides que vous évoquez ne sont que des solutions de choses différentes dans l'eau. Certains d'entre eux ont paramagnétisme faible, ce qui signifie qu'ils magnétisent très peu tant qu'ils sont en présence d'un champ magnétique. Par exemple, dans une solution de MnCl2 a des ions Mn + 2, qui sont paramagnétiques. Je doute que si vous remarquez ce genre d'effet avec toute sorte de mesure de la maison.
Certains liquides, comme l'oxygène liquide, sont un peu plus fortement paramagnétique. Vous pouvez facilement le voir se tiré dans un champ magnétique. La raison en est que chaque molécule contribue à la paramagnétisme. Dans ces solutions aqueuses seulement une petite fraction de la matière contribue.
Suivi # 13: éléments magnétiques
Tous les matériaux sont au moins légèrement affectés par le magnétisme. Quand vous dites « créer le magnétisme » Je pense que vous voulez dire, ferroaimants matériaux qui forment des domaines aimantés avec des champs à une distance appréciable. En plus du fer, il y a 3 autres éléments qui forment les ferromagnétiques à température ambiante: le nickel, le cobalt, et (selon la façon dont la chambre est froide) gadolinium. En outre, plusieurs autres vont ferromagnétique à des températures plus basses, comme décrit dans ce lien.
En plus de ces éléments, il y a des alliages et des composés qui sont innombrables ferromagnétique.
Suivi # 14: aimants dans l'eau froide ou chaude
Non, pas vraiment. Dans l'eau froide, le magnétisme change très peu. Dans l'eau chaude, l'aimant lui-même devient plus faible, bien que l'eau magnétise à peine.
Suivi # 15: point de Curie de dysprosium
En ce qui concerne Réponse # 13 - dysprosium a un point de Curie d'environ 87 K et est donc pas ferromagnétique à la température ambiante.
- Gareth (vieillesse)
Carpentersville, Illinois, États-Unis