Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Diamagnetism

Sugrör med vindruvor i ändarna som balanserar på en nål faststatt i en burk med lock för kamerafilm. Foto

Årskurs: Gymnasiet
Ämnesområde: Elektricitet och magnetism

En vindruva repelleras av både nord- och sydändan  av en stark magnet. Druvan repelleras eftersom den innehåller vatten som är diamagnetiskt.

Material 

  • Två vindruvor (lika stora).
  • Sugrör.
  • Filmburk med lock.
  • Knappnål.
  • Vass kniv eller rakblad.
  • Neodymmagnet.

Tillverka

Tryck in knappnålen i filmburkens lock från undersidan och sätt på locket så att nålen sticker upp.

Skär ut ett litet hål, cirka 0,5 x 1,0 centimeter, i mitten av sugröret. Det går också bra att smälta ett hål med en varm lödkolv.

Sätt en vindruva i varje ända på sugröret. Balansera sugröret med vindruvorna på knappnålen. Nålens spets går genom hålet du gjort i sugröret.

Figur över hur vindruvor, sugrör och filmburk ska sättas ihop sett från sidan. Illustration.

Experimentet

Håll magnetens ena pol nära vindruvan utan att röra vid den. Vindruvan repelleras av magneten och kommer att sakta röra sig bort. Avlägsna magneten och vänta tills sugröret med druvorna stannat.

Vänd magneten och håll den andra magnetpolen mot vindruvan. Vindruvan kommer att repelleras även denna gång och repelleras alltså av bägge magnetpolerna.

Figur över hur nära magneten ska hållas vindruvan sett ovanifrån. Illustration.

Vad händer?

Ferromagnetiska material, som till exempel järn, attraheras mycket starkt av en magnets nord- och sydända. Paramagnetiska material däremot, som till exempel aluminium, attraheras svagt av magnetpolerna.

Diamagnetiska material repelleras av magnetens nord- och sydända. Vatten, som är huvudbeståndsdelen i en vindruva, är diamagnetiskt.

Svag kraft
Den diamagnetiska repulsionskraften är mycket svag. Ungefär hundratusen gånger svagare än den ferromagnetiska attraktionskraften. Därför fungerar inte experimentet med "vanliga" magneter. 

När en elektrisk laddning rör sig finns där också alltid ett magnetfält. Varje elektron är därför en liten magnet eftersom den är laddad och i spinn. Elektronens färd runt atomkärnan utgör detsamma som en elektrisk ström och denna ström skapar också ett magnetfält.

Stark koppling
I atomer av järn, kobolt och nickel finns en stark koppling mellan de enskilda atomernas magnetfält. Tillsammans bildar de områden, domäner, där atomernas magnetfält samverkar. Dessa ämnen är ferromagnetiska och attraheras starkt av magnetpolerna.

Grävskopa med magnet som lyfter järnskrot. Foto.

Fast i de flesta atomer kommer magnetfälten från elektronernas spinnande och bana kring atomkärnan att ta ut varandra. Ämnen där det finns enstaka oparade elektroner kallas för paramagnetiska. 

När ett sådant ämne placeras i ett magnetfält orienterar sig elektronerna så att ämnet attraheras svagt av magnetpolerna. Väte, litium och flytande syre är förutom aluminium exempel på paramagnetiska material.

Tar ut varandra
Ämnen där alla magnetfälten i atomen tar ut varandra är diamagnetiska. Helium, vismut och vatten är exempel på diamagnetiska ämnen.

När en magnet förs i närheten av ett diamagnetiskt material skapar den strömmar i atomen. Det magnetfält som dessa strömmar ger upphov till är orienterat så att det repelleras av den yttre magneten.

Prova andra frukter
Prova även andra frukter än vindruvor. En vattenmelon, som innehåller mycket vatten, fungerar bra. Skär frukten i bitar av ungefär en druvas storlek.

(Materialet ingår i Science Snacks och är översatt av NRCF med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco. Besök deras hemsida för mer inspiration, ny flik)

2023-02-17