Jednym z najskuteczniejszych sposobów wykrywania i oddzielania metali takich jak miedź i aluminium od żelaza jest użycie magnesu. Istnieje jednak ciekawa interakcja, która ujawnia się, gdy znaczna ilość miedzi zetknie się z bardzo silnym magnesem, powiedzmy, neodymowym. Z pewnego punktu widzenia magnes wydaje się „uwięziony” w lepkiej substancji, gdy umieści się go na powierzchni miedzi, a przy pomocy drugiego magnesu może nawet unosić się w powietrzu.
Jakiś czas temu natknęliśmy się na kilka projektów z udziałem magnesów, wśród których wyróżniają się ich reakcja z żelazem we krwi oraz możliwość zobaczenia ich pola magnetycznego za pomocą ferrofluidów. Magnesy neodymowe są stosunkowo tanie i zajmują uprzywilejowane miejsce wśród domowych eksperymentów i świata DIY, ale nie możemy zapominać, że wymagają szacunku.
Najpotężniejsze magnesy mogą powodować poważne obrażenia i nie chcemy, aby ktokolwiek trafił do szpitala. To powiedziawszy, jeśli masz w pobliżu magnes neodymowy i grubą płytę miedzianą (aluminium też się sprawdzi), zauważysz dość ciekawe zachowanie…
Magnesy neodymowe i miedź
Tak, to tak, jakby powierzchnia miedzi była pokryta grubą, przezroczystą, lepką warstwą, która spowalnia magnes. Nawet jeśli rzucimy go bezpośrednio, magnes nie doznaje pełnego uderzenia, lecz hamuje w ostatniej chwili.
Kiedy silne pole magnetyczne porusza się przez miedź, powoduje reorganizację elektronów, które wirują według kołowego wzoru, prostopadłego do kierunku zbliżającego się pola magnetycznego. Chodzi o to, że elektrony opierają się tej gwałtownej zmianie, wytwarzając własne pole magnetyczne.
Nie ma tu ani przyciągania, ani odpychania (tylko opór), i nie jest to właściwość miedzi. To ostatnie można sprawdzić, przepuszczając magnes neodymowy przez środek otwartej cewki miedzianej. Gdyby miedź odpowiadała za to „opóźnienie”, magnes reagowałby w każdym przypadku, ale przy otwartej cewce spada jak kamień.
Po zamknięciu cewki moment magnesu zamienia się w prąd elektryczny, a doskonałym sposobem na zobrazowanie tego procesu jest użycie jako mostka zwykłej diody LED. Jednocześnie opór spowodowany indukcyjnością elektryczną w miedzi pozwala magnesowi lewitować, gdy po drugiej stronie płyty umieści się drugi magnes.
Cała energia jest rozpraszana przez miedź jako ciepło – strata, której na ogół się nie pragnie, ale która ma zastosowania w świecie rzeczywistym, na przykład hamulce stosowane w pociągach dużych prędkości.
