Eine der effektivsten Methoden, Metalle wie Kupfer und Aluminium von Eisen zu trennen, ist die Verwendung eines Magneten. Es gibt jedoch eine merkwürdige Wechselwirkung, die auftritt, wenn eine große Menge Kupfer mit einem sehr starken Magneten – etwa einem Neodym-Magneten – in Kontakt kommt. Aus gewisser Sicht wirkt der Magnet wie in einem zähen Material gefangen, wenn er auf der Kupferoberfläche liegt, und mit Hilfe eines weiteren Magneten kann er sogar vorübergehend schweben.
Vor einiger Zeit sind wir auf verschiedene Projekte mit Magneten gestoßen, darunter ihre Reaktion mit dem Eisen im Blut und die Möglichkeit, ihr Magnetfeld mithilfe von Ferrofluiden sichtbar zu machen. Neodym-Magnete sind relativ günstig und nehmen einen besonderen Platz in Heimwerker-Experimenten und der DIY-Welt ein, aber wir sollten nicht vergessen, dass sie Respekt fordern.
Die stärksten Magnete können schwere Verletzungen verursachen, und wir möchten nicht, dass jemand im Krankenhaus landet. Abgesehen davon: Wenn du einen Neodym-Magneten und eine dicke Kupferplatte zur Hand hast (Aluminium funktioniert auch), wirst du ein recht seltsames Verhalten beobachten …
Neodym-Magnete und Kupfer
Ja, es ist, als wäre die Kupferoberfläche mit einer transparenten, zähen Schicht bedeckt, die den Magneten verlangsamt. Selbst wenn wir ihn direkt darauf werfen, erleidet er keinen vollständigen Aufprall, sondern wird im letzten Moment abgebremst.
Wenn sich ein starkes Magnetfeld durch Kupfer bewegt, verursacht es eine Neuordnung der Elektronen, die einem kreisförmigen Muster folgen, das senkrecht zur Richtung des sich nähernden Magnetfelds steht. Der Punkt ist, dass die Elektronen dieser plötzlichen Änderung Widerstand leisten, indem sie ein eigenes Magnetfeld erzeugen.
Nun gibt es hier weder Anziehung noch Abstoßung (nur Widerstand), und es ist auch keine Eigenschaft des Kupfers. Letzteres lässt sich nachweisen, indem man einen Neodym-Magneten durch die Mitte einer offenen Kupferspule führt. Wäre das Kupfer für diese „Verzögerung“ verantwortlich, würde der Magnet in allen Fällen reagieren, aber mit der offenen Spule fällt er wie ein Stein.
Wird die Spule geschlossen, wird der Impuls des Magneten in elektrischen Strom umgewandelt. Eine hervorragende Möglichkeit, diesen Prozess zu visualisieren, ist die Verwendung einer einfachen LED als Brücke. Gleichzeitig ermöglicht der Widerstand, der durch die elektrische Induktivität im Kupfer entsteht, einem Magneten zu schweben, wenn man einen zweiten Magneten auf die andere Seite der Platte legt.
Die gesamte Energie wird vom Kupfer als Wärme abgegeben, ein Verlust, der im Allgemeinen unerwünscht ist, aber reale Anwendungen hat, beispielsweise die Bremsen von Hochgeschwindigkeitszügen.
