2022. jan. 14.

Tapad mint a mágnes?

Nem olyan, mintha a mágnesek egy másik univerzum fizikájához tartoznának? Mintha az ufók hagyták volna itt? Hogy külsőre pont olyanok, mint a normális anyag, mint egy darab fém, aztán mégis távolról lehet zizegtetni, mozgatni és távirányító se kell hozzá? 

Mivel a mágnesesség egy kvantumcsoda, ezernyi kínzó kérdésünkre nem találunk választ. Van e csak egy pólusú mágnes? És az állandó mágnesek mágnesessége mennyire állandó? És kikapcsolható e a mágneses erőtér tetszés szerint, mint az elektromágneseknél? Vagy felcserélhető e a két pólus? És ha dörzsöléssel, vagy megközelítéssel megmágnesezhetsz valamit, akkor dörzsöléssel el is veheted a mágnesezettséget?  És elveszíti e a mágnes az erejét, ha nagyon sok fémet megmágnesez, vagy nem és ha nem, ez kikezdi az energiamegmaradás törvényét? És létezik e antimágnes? És hogyha a hűtő mindkét oldalát vonzza a mágnes mindkét pólusa, létezik e olyan hűtő, aminek minden oldalát taszítja a mágnes mindkét pólusa?


Persze, hiheted, hogy mekkora hülyeségek ezek a kérdések, de ezekre mind van tudományos válasz. Csak nem ebben a bejegyzésben. Itt csak néhány kísérlet keretében próbáljuk megsejteni a működésüket. Mert például létezik antimágnes, mégpedig a diamágnesek, gyakorlatilag a hűtőszekrény, ha szupravezető szintig hűlne, és mondjuk rézből lenne, nem pléhből, akkor  az északi és a déli oldala is taszítaná a mágnesünk északi és déli pólusait egyaránt.  De szobahőmérsékleten pirolitikus grafitból is készülhetne egy ilyen antimágnes-hűtőszekrény, de az hülyeség, mert a hűtőnek az a feladata, hogy hűtse a sört és nem az, hogy ledobja magáról a hülyébbnél hülyébb mágneseket, amiket Horvátból és Görögből hoztál. De diamágneses a víz is, amiben a sörödet hűtöd a patakban, ezt nemcsak a temérdek kísérletből lehet tudni, amit az interneten találsz, hanem abból is, hogy a patakon, amiben a sörödet hűtöd, nem áll meg a hűtőmágnes. Magadnak is kipróbálhatod azt az elcsépelt kísérletet, hogy egy rézcsőbe neodímium mágnest dobsz. De ha nincs otthon rézcsöved, mert miért lenne, akkor csak van egy alufóliatekercsed, amibe mindent belecsomagolsz, tojva arra, hogy emiatt viszi el a vörösiszap Ajkát. Ja, hogy neodímium mágnesed sincs, amit bedobj? Menthetetlen vagy, inkább dobj be egy felest. 

Istenbizony megmutatnánk a pirolitikus grafit levitációját is, de most nincs kidobni való pénzünk. Majd egyszer, ha már annyira nem bírunk a vagyonunkkal. Úgyhogy most ezeket próbáljuk ki, abból amint van itthon:

1. Kikapcsolható erőtér. 

A mágneses erőtér átüti a rezet és az alumíniumot is

Az Actionlab videója magyarázza el, hogyan működik a kikapcsolható mágnes. Mert természetesen létezik. Először azt mutatja meg, hogy egy kismágnes egy nagy vasat nem bírja szaturálni ezért nem mágnesezi át (hiába a legerősebb mágnesedet nekiugrasztod a vasúti sínnek Udvarhelyen, Bikafalván attól még nem fogja a sín vonzani a rajzszöget), de ha nagyobb mágnest tesz ugyanakkora vasra, az már mágnesessé válik. 


Érdekes, hogy a mágnes akkor tud a legtöbb tízbanist megemelni, hogyha egy vasdarabot teszünk mögé. Növeljük a mágneses erőt (a két legbikább mágnesünket vetjük be) és a vas tömegét is.


Ha a mágneseink mögé egy vastömböt teszünk egy darab csavarral többet képes megemelni. Ez némi magyarázatra szorulna... de nem fogunk találgatni. 

Nem mindegy tehát, hogy mekkora mágnes, mekkora vasdarabot akar megmágnesezni, ezt a hatást próbáljuk megmutatni a mágneses fóliával is, ugyanakkora vasdarabon kisebb-nagyobb, gyengébb és erősebb mágnesek:

Az eddigi tapasztalatokkal felvértezve fordulunk rá a kikapcsolható erőtérre. Ha egy acéllemezre két mágnest teszünk, vajon akkor fog e mágnesesebb lenni, hogyha a mágnesek ellentétes, vagy ha azonos pólusaikkal tapadnak? Vajon az egyik lesz a kikapcsolt, a másik meg a bekapcsolt állapota az így képzett kompozit-mágnesünknek. 


A képek tanúsága szerint azonos pólusokkal van bekapcsolva a mágnes-kombó.  Többféle mágnessel próbálkozunk, egy mágnesre alig-alig reagáló kanállal és könnyen reagáló tízbanisokkal is. 

Azt tapasztaljuk, hogy a bekapcsolt mágnes vonzza a kanalat is és a tízbanisokat is. De csak akkor, ha elég erős mágneseket használunk. Az alsó képen kis mágneseket használtunk, se ki, se bekapcsolva nem vonzódtak a kanálhoz. Tehát a kombó ereje sokkal gyengébb, mint a benne dolgozó mágnesek ereje külön-külön

Viszont ha erősebb mágneseket használunk (felső képek), akkor kikapcsolva is felvettek pár tízbanist. Lássuk mit mutat a mágneses fólia.


A baloldali a kikapcsolt állapot. Így némileg érthető, hogy miért nem vonzódott a kanálhoz, de a két oldalán miért vett fel mégis különálló fémdarabokat. Tehát fontos, hogy a felemelni kívánt tárgy rövidre zárja e a pólusokat?

A továbbiakban két fém közé tesszük a mágneseinket, pólusaikkal egy irányba, ezt a vasra írt S és N jelzi is. Innentől mi is csak találgatunk, de jó móka.


Az derült ki, hogy így elrendezve a vasak északi illetve déli pólusúak lesznek, ezt jelzi a telefon pólusérzékelője.


Lezárva egy fémmel a két pólust, azt tapasztaljuk, hogy azon az oldalán erős mágneses teret produkál, a másik oldalon viszont alig, a telefon nem is érzékeli mágnes jelenlétét. De azért van bennünk némi bizonytalanság a telefon szenzorával kapcsolatban. 


Oldalirányból viszont jó távolról észreveszi a pólusokat. Érdekes, hogy nem egyforma távolságból, a képen annyira közelítettük a telefonhoz a kombónkat, ahol éppen érzékelhetővé váltak. Ez magyarázható a kombó szögével, anyag-egyenletlenséggel és még ki tudja. De egyaránt működött ki és bekapcsolt mágneseknél is, talán a kikapcsoltakat picit közelebb kezdte észrevenni a telefon szenzora, tehát a kikapcsolás oldalirányban nem hatott annyira?! 


Itt működés közben látszik a csodaszerkezet, baloldalt bekapcsolva, jobboldalt kikapcsolva. Érdekesség, hogy szétszedve, majd újból összerakva nem konzisztensen ugyanazokat a mérési eredményeket kapjuk. A telefon szenzorához viszonyítva sokszor pár milliméteres elmozgatás is szétzilálja a mérést. Emiatt nem is erőltetjük a méréseket.

Lássuk tehát a mágneses fólia mit mutat:

A felső, bekapcsolt állapotban a vasdarab gyakorlatilag két pólust formáz, ezt iránytűvel ellenőriztük is. Az alsó kikapcsolt állapotban is többnyire egy sokkal gyengébb két pólus szokott látszani, de egyszer sikerült ilyen egyenletes képet is készíteni. Valaki tud rá magyarázatot?
Oldalnézetből meg ezt látjuk.



A baloldali a bekapcsolt, a jobboldali a kikapcsolt, itt éppen a legfelső mágnessel kapcsoltuk ki, vagyis ezt fordítottuk meg, ezt jelzi a kis hupli. 

Ez a konstrukció számunkra nem szolgáltatott elég adatot, hogy megértsük a jelenséget. Mindenesetre a mágnes-kombó bármelyik mágnes pólusának a felcserélésével kikapcsolható, vagyis lényegében annyira lecsökkenthető a mágneses tere, hogy nagyobb pénzérméket már nem emel fel. A bekapcsolt mágnes ereje valamennyire elmarad a benne használt mágnesek erejétől. 


A képen látható az esetben az egy és a két vasas konstrukciók ki és bekapcsolt állapotát hasonlítjuk össze. A két vasmagos cucc bekapcsolva gyakorlatilag egy patkómágnesnek felel meg. Még kikapcsolva is három acélgolyót emel meg. Az egy vasmagos kikapcsolva nem emel egy acélgolyót se, igaz, ez bekapcsolva is jóval kevesebbet tart meg a két vasmagoshoz viszonyítva. 

Az egy vasmagra tapasztott mágnes-kombó érdekessége az is, hogy bekapcsolva (vagyis mindkét mágnes azonos pólusával feltapasztva),  a vasmag mindkét vége azonos pólusú, és keresztben ellenkező pólusú:

A ki és bekapcsolt állapot meg így jelenik meg a vasmag végein:



Még kipróbáltunk egy sokmágneses megoldást is, itt bekapcsolva ugyanazzal a pólussal, kikapcsolva meg váltakozó pólussal vannak a mágnesek:



Hát nem lett a dolog teljesen világos, de azért kezdetleges kapcsolgatható mágnest így már tudnánk készíteni, már csak a mechanikai kapcsolgatás megoldását kell kitalálni. Ez a fickó készített egyet fából is, meg nyomtatott is egy hasonló szerkezetet. Egy nem túl meggyőző magyarázatot is felrajzol.
A Magnetic games videója sokkal érdekesebb hárommágneses módszert mutat. Nagy mágnesekkel sokkal jobban kijön a hatás, de talán nem véletlenül nem próbálják ki a kikapcsolt mágnessel az apró tűket felvenni, gyanítom, hogy apróbb holmit kikapcsolva ez is felvenne.

2. Demagnetizálás

Elég egyszerű szerkezet kell hozzá, két szembefordított pólusú mágnes közé bedugva a fém mágnesessé válik, ha nem közéje, hanem alája, vagy föléje dugjuk ugyanezt a fémet, akkor demagnetizál. Érdekes , hogyha déli pólussal összeforgatott eszközzel mágnesezzük a vasat, akkor azt északi oldallal összefordított eszköz nem demágneseli le. 


Hogy az erőtérbe mindig ugyanott hatoljon be a mágnesezni, demágnesezni kívánt cucc, szívószálból építettünk egy ilyet. A mágnesek közötti szívószálon átdugva mágneseződik a csavarhúzó, a szélső szívószálon átdugva elveszíti a mágnesességét. 

Másik sokkal egyszerűbb mágnesező, demágnesező, egy ferrit gyűrűmágnes oldalán mágnesez, beledugva demágnesez. De erre nem szaporítjuk a szót, a Brainiac75 videója ezt bővebben kibontja.


Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése