Een van de meest effectieve manieren om metalen zoals koper en aluminium van ijzer te scheiden, is met een magneet. Toch is er een merkwaardige interactie die optreedt wanneer een flinke hoeveelheid koper in contact komt met een zeer sterke magneet, bijvoorbeeld een neodymiummagneet. Vanuit een bepaald oogpunt lijkt de magneet “gevangen” in een stroperig materiaal wanneer hij op het koperen oppervlak wordt geplaatst, en met behulp van een andere magneet kan hij zelfs tijdelijk zweven.
Enige tijd geleden kwamen we verschillende projecten tegen waarbij magneten betrokken zijn, waaronder de reactie met het ijzer in ons bloed en de mogelijkheid om het magnetische veld te zien met behulp van ferrofluïden. Neodymiummagneten zijn relatief goedkoop en hebben een ereplaats in thuis-experimenten en de DIY-wereld, maar we mogen niet vergeten dat ze respect verdienen.
De krachtigste magneten kunnen ernstig letsel veroorzaken, en we willen niet dat iemand in het ziekenhuis belandt. Dat gezegd hebbende, als je een neodymiummagneet en een dikke koperen plaat hebt (aluminium werkt ook), zul je een vrij merkwaardig gedrag opmerken...
De interactie tussen koper en neodymiummagneten
Ja, het is alsof het koperen oppervlak bedekt is met een transparante stroperige laag die de magneet vertraagt. Zelfs als we hem rechtstreeks gooien, ondervindt de magneet geen volledige impact, maar remt hij op het laatste moment.
Wanneer een sterk magnetisch veld door koper beweegt, veroorzaakt het een reorganisatie van de elektronen die in een cirkelvormig patroon draaien, loodrecht op de richting van het naderende magnetische veld. Het punt is dat de elektronen zich verzetten tegen deze abrupte verandering door een eigen magnetisch veld te genereren.
Hier is geen aantrekkingskracht of afstoting (alleen weerstand), en het is ook geen eigenschap van koper. Dit laatste wordt bewezen door een neodymiummagneet door het midden van een open koperen spoel te laten vallen. Als koper verantwoordelijk was voor die “vertraging”, zou de magneet in alle gevallen reageren, maar met de open spoel valt hij als een steen.
Wanneer de spoel gesloten is, wordt het moment van de magneet omgezet in elektrische stroom, en een uitstekende manier om het proces te visualiseren is het gebruik van een eenvoudige LED als brug. Tegelijkertijd zorgt de weerstand door elektrische inductie in koper ervoor dat een magneet kan zweven wanneer een tweede magneet aan de andere kant van de plaat wordt geplaatst.
Alle energie wordt door het koper als warmte gedissipeerd, een verlies dat over het algemeen niet gewenst is, maar wel toepassingen heeft in de echte wereld, bijvoorbeeld de remmen die in hogesnelheidstreinen worden gebruikt.
