by 
Μεταξύ δύο αντίθετων μαγνητικών πόλων δύο μαγνητών δημιουργείται ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο. Βάζουμε μεταξύ των δύο πόλων μια ορθογώνια πλάκα, κατασκευασμένη από μαλακό σίδηρο, όπως στο σχήμα.
i) Να σχεδιάσετε τις μαγνητικές γραμμές του πεδίου, μετά την εισαγωγή της πλάκας.
ii) Για τις εντάσεις του μαγνητικού πεδίου στα σημεία Α, Γ και Δ ισχύει:
α) ΒΑ=ΒΓ =ΒΔ.
β) ΒΑ > ΒΓ =ΒΔ.
γ) ΒΑ> ΒΓ> ΒΔ.
δ) ΒΑ < ΒΓ=ΒΔ.
iii) «Αν αφαιρέσουμε την πλάκα από το πεδίο η ένταση στο σημείο Γ δεν θα μεταβληθεί». Συμφωνείτε με την θέση αυτή ή όχι;
iv) Αντικαθιστούμε την παραπάνω πλάκα, με μια άλλη από το ίδιο υλικό, από την οποία έχει αφαιρεθεί το κεντρικό τμήμα της, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα.
α) Να σχεδιάστε ξανά τις μαγνητικές γραμμές του πεδίου.
β) Υποστηρίζεται η θέση ότι η ένταση του πεδίου στο σημείο Ε, είναι ίση με την ένταση πριν την εισαγωγή της πλάκας. Συμφωνείτε με την παραπάνω θέση;
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
ή
Μια σιδερένια πλάκα σε μαγνητικό πεδίο
Μια σιδερένια πλάκα σε μαγνητικό πεδίο
Καλημέρα Διονύση. Δεν πιστεύω ότι θα αλλάξει η ομοιογένεια του πεδίου στο χώρο ανάμεσα στους μαγνήτες. Η ένταση στο σημείο Α θα είναι όση και πριν την εισαγωγή της πλάκας. Απέξω, κάποιες καμπύλες δυναμικές γραμμές θα υποχρεωθούν να περάσουν μέσα από την πλάκα, οπότε εκεί θα έχουμε πύκνωση και αύξηση στην ένταση.
να πυκνώσουν οι γραμμές δεν βλέπω τον λόγο, να αραιώσουν, προωπικά θα μου άρεσε στα πλαίσια ισότητας για τις περιοχές της ράβδου,, αλλά θα ακύρωναν τον σίδηρο ως σιδηρομαγνητικό υλικό, άρα νομίζω θα παραμείνουν ως έχουν, κάποιες που ίσως έχουν ξεφύξει έξω θα καμπυλωθούν πλησιάζοντας
σε κάθε περίπτωση μια ιδέα πειράματος για τους εν ενεργεία των ΕΚΦΕ: πραγματοποιούμε ισχυρό ομογενές πεδίο, εισάγουμε στο εσωτερικό του μια μικρή πυξίδα, μετά εισάγουμε τη σιδερένια πλάκα και προσέχουμε αν "συγκινήθηκε" η πυξίδα
Καλησπέρα Ανδρέα και Βαγγέλη.
Είσαστε σε σωστή… γραμμή.
Δείτε τι βρέθηκε διαδικτυακά:
Στο αριστερό σχήμα, ένας βόρειος πόλος απέναντι στο νότιο άλλου μαγνήτη
Το δεξιό διάγραμμα δείχνει τι συμβαίνει εάν τοποθετήσετε μια σιδερένια πλάκα μεταξύ των μαγνητών. Καμία αλλαγή!!!
Στην πραγματικότητα, κάθε μαγνήτης μαγνητίζει την πλάκα και η κατάσταση μοιάζει σαν να μην υπάρχει ο άλλος μαγνήτης στην άλλη πλευρά της πλάκας!
Δείτε και άλλες ενδιαφέρουσες περιπτώσεις με κλικ εδώ.
Πολύ ενδιαφέρουσες οι πληροφορίες Διονύση από την ιστοσελίδα αυτή.
Το πιο εντυπωσιακό και που θα επηρεάσει τις μελλοντικές εξελίξεις σε πολλούς τομείς είναι τα υπεραγώγιμα υλικά, που φαίνονται στο 3ο σχήμα κάθε περίπτωσης. Η ιδιότητά τους να κάνουν "έξωση" στο μαγνητικό πεδίο από το εσωτερικό τους είναι απίστευτη. Αυτό ονομάζεται φαινόμενο Meissner και εμφανίζεται όταν ψυχθεί ο υπεραγωγός κάτω από μια κρίσιμη θερμοκρασία. Η υπεραγωγιμότητα είναι ένα φαινόμενο που ερμηνεύεται με την Κβαντομηχανική(Θεωρία BCS), εξήγηση που δόθηκε μόλις το 1957! Κάποιες πληροφορίες για το εξαιρετικό αυτό θέμα – που θα μπορούσε να αποτελέσει ξεχωριστή ανάρτηση – ενδεικτικά στις σελίδες:
http://www.physics4u.gr/faq/supercontuct.html
http://www.physics4u.gr/articles/2003/superconductivity.html
Υ.Γ. Ο αντιδραστήρας σύντηξης ITER, που θα είναι έτοιμος το 2025 στη Γαλλία θα έχει περίπου 3000 τόνους υπεραγώγιμων μαγνητών σε -269C! Και εμείς είχαμε τόσα χρόνια τον Ηλεκτρομαγνητισμό εκτός ύλης
Καλημέρα Ανδρέα και σε ευχαριστώ για τον εμπλουτισμό με πρόσθετες πληροφορίες για την υπεραγωγιμότητα.
Και για τους φίλους, που δεν θα επισκεφτούν την παραπομπή και θα αναρωτιούνται, η εικόνα είναι:
όπου έκοψα παραπάνω το τρίτο μέρος, για να μην χάσουμε το θέμα.
Καλησπέρα Διονύση, μια ερώτηση
Αν η κοίλη πλάκα ήταν χάλκινη, διαμαγνητικό υλικό, θα πέρναγαν
δυναμικές γραμμές από το εσωτερικό κοίλωμα;
Τότε δεν θα είχαν την “επιθυμία” να στριμωχτούν μέσα στην πλάκα,
αλλά να αραιώσουν ….
Δεν πρόλαβα να διαβάσω τα σχόλια, αν υπάρχει η απάντηση, ας θεωρήσουμε
την ερώτηση ως μη γενόμενη …
Καλησπέρα Θοδωρή.
Τα διαμαγνητικά υλικά είναι αυτά που δεν έχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια και παρουσιάζουν μια πολύ αδύναμη συμπεριφορά, που μπορεί να ανιχνευθεί από ειδικά όργανα. Δεν είναι τόσο εμφανή τα αποτελέσματα.
Οπότε τι είναι ο κάβουρας τι είναι το ζουμί του!!!
Δεν είναι τυχαίο ότι όλη η βιβλιογραφία ασχολείται με τα σιδηρομαγνητικά υλικά και όχι τα διαμαγνητικά…
Αλλά αφού το θέτεις το ερώτημα, ας το δούμε, έστω και με κίνδυνο να κάνουμε λάθος.
Αν σε ένα μαγνήτη πλησιάσουμε ένα διαμαγνητικό υλικό, αυτό αντί να έλκεται απωθείται. Τι σημαίνει αυτό; Σημαίνει ότι απέναντι από το βόρειο πόλο του μαγνήτη, εμφανίζεται ένας ασθενής βόρειος πόλος από το υλικό.
Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα, αν μέσα σε ένα εξωτερικό ομογενές μαγνητικό πεδίο βάλουμε μια πλάκα διαμαγνητικού υλικού να πάρουμε την εικόνα:
Όπου οι κόκκινες δυναμικές γραμμές, είναι αυτές του μαγνητικού πεδίου του διαμαγνητικού υλικού. Τότε στο εξωτερικό (πλευρικά) σημείο Α το συνολικό πεδίο θα ενισχύεται, σε αντίθεση με το σημείο Γ στο εσωτερικό του, που το μαγνητικό πεδίο εξασθενεί, εξού και το μ<1.
Έτσι λέμε ότι στον εξωτερικό χώρο οι γραμμές απωθούνται, τείνοντας να περάσουν από εξωτερικά του υλικού.
Και αν το υλικό έχει κενό χώρο; Τότε θα μπορούσαμε να έχουμε την εικόνα:
όπου στα σημεία Α και Ο, το πεδίο ενισχύεται, ενώ στα σημεία Γ και Δ εξασθενεί!
Αλλά τότε στο κοίλωμα έχω μαγνητικό πεδίο και μάλιστα πιο ισχυρό από πριν την τοποθέτηση του υλικού.
Έχω όμως την αίσθηση, ότι πολύ δύσκολα θα μπορούσε να ανιχνευθεί κάτι τέτοιο, λόγω πολύ μικρής αντίθετης μαγνήτισης του υλικού, αλλά κυρίως, έχω την ισχυρή άποψη ότι κάτι τέτοιο δεν πρέπει να σε απασχολεί σε σχέση με το μάθημα στην τάξη…
Διονύση ευχαριστώ, απόλυτα διαφωτιστικό
Μήπως στη φράση:
“Έτσι λέμε ότι στον εξωτερικό χώρο οι γραμμές απωθούνται, τείνοντας να περάσουν από εξωτερικά του υλικού.”
εννοείς “στον εσωτερικό χώρο”;
Η ερώτηση έγινε από δύο μαθητές, σε διαφορετικά τμήματα, και η απάντησή μου
ήταν “Δεν το γνωρίζω, θα σας απαντήσω αύριο…”
Καλημέρα Θοδωρή.
Όχι οι δυναμικές γραμμές δεν τείνουν να περάσουν μέσα από το διαμαγνητικό υλικό.
Ακριβώς το αντίθετο. Τείνουν να το παρακάμψουν!
Ας δούμε το παρακάτω σχήμα, όπου μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έχουμε βάλει μια σφαίρα από διαμαγνητικό υλικό. Οι γραμμές φαίνονται να θέλουν να περάσουν εξωτερικά της σφαίρας.
καλημέρα σε όλους
συμφωνώ με τον Διονύση, Θοδωρή
από όσο θυμάμαι η μαγνητική διαπερατότητα μ των διαμαγνητικών υλικών (μ= πηλίκο μαγνητική επαγωγή εντός του υλικού προς μαγνητική επαγωγή πριν την τοποθέτησή του) είναι μικρότερη της μονάδας, άρα οι δυναμικές γραμμές αραιώνουν, αυτό οφείλεται στη δημιουργία πρόσθετου μαγνητικού πεδίου αντίθετης φοράς
(αυτό που δεν διδάσκεται, πάντως, γρήγορα λησμονείται…)
Συμφωνούμε Διονύση, οι δυναμικές γραμμές τείνουν να παρακάμψουν το διαμαγνητικό υλικό….Αυτό είναι σίγουρο….
Πώς το αντιλαμβάνομαι εγώ;
Πριν εισάγουμε το διαμαγνητικό υλικό, στο χώρο που θα καταλάβει η σφαίρα
εν προκειμένω, υπήρχαν ορισμένες δυναμικές γραμμές, έχοντας μια ορισμένη
πυκνότητα, αντιπροσωπευτική της έντασης Βο του ΜΠ στο κενό
Η παρουσία του διαμαγνητικού υλικού, προκαλεί μείωση της έντασης στο
εσωτερικό αυτού Β<Βο, όπως εξήγησες στο προηγούμενο σχόλιο.
Αυτό έχει ως συνέπεια, μείωση της πυκνότητας των δυναμικών γραμμών
στο εσωτερικό του υλικού…
Για να γίνει αυτό, πρέπει οι προ υπάρχουσες δυναμικές γραμμές να αραιώσουν,
άρα “στο εσωτερικό οι γραμμές απωθούνται, τείνοντας να περάσουν από εξωτερικά του υλικού”
Αυτό εννοώ….και νομίζω εννοούμε το ίδιο “κάπως αλλιώς”…που δεν αντιλαμβάνομαι
Βαγγέλη, όλοι ξεχνάμε, εκτός από έναν….τον Βαγγέλη…
Σε γνώρισα το 2009, ήδη συνταξιούχο αν δεν κάνω λάθος….
Από τότε, συμμετέχεις ενεργά, σαν είναι ακόμα στο αγαπημένο σου εργαστήριο…
Καλησπέρα Θοδωρή.
Την ίδια κατάσταση περιγράφουμε, αλλά η διατύπωσή σου:
“Για να γίνει αυτό, πρέπει οι προ υπάρχουσες δυναμικές γραμμές να αραιώσουν,
άρα “στο εσωτερικό οι γραμμές απωθούνται, τείνοντας να περάσουν από εξωτερικά του υλικού””
παραπέμπει σε μια “αρχή διατήρησης του αριθμού των δυναμικών γραμμών”, που … δεν υπάρχει.
Προτιμώ να το εξηγώ με την βοήθεια των δυναμικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου του διαμαγνητικού υλικού, όπως παραπάνω.