Gå til hovedindhold

Curiependulet

Hvad er curiepunktet? Eleverne laver et ‘Curiespendul’ og undersøger selv med nikkeltråd, magneter og stearinlys, hvad curiepunktet er.

Teknologi eller teknisk udstyr der bruges i forsøget

I eksperimentet bruges der neodymiummagneter, en analog lavteknologi. Neodymiummagneter er utroligt stærke magneter. De kaldes også i daglig tale for supermagneter og powermagneter. Magneterne indeholder bl.a materialet neodym, og det skaber de absolut stærkeste magneter i verden. Læs mere om neodym magneter her

Inspiration til variable du kan arbejde med i forsøget

Du kan arbejde med disse variable i forsøget. Prøv at lave din egen hypotese først. Hvordan tror du, resultaterne for eksperimentet vil blive påvirket, hvis du bruger en af disse variable?

  1. Ændre den afstand der er mellem stearinlysets flamme og nikkelpendulet
  2. Ændre længden på nikkelpendulet
  3. Ændre hvor meget nikkel der skal varmes op
  4. Ændre på stearinlysets størrelse: Er der for eksempel forskel på store og små flammer?
  5. Ændre på det metal du bruger i flammen: Kan du få det til at virke med eksempelvis kobber eller jern?


Vejledning til forsøget


Materialer

  1. Ren nikkeltråd
  2. Et stearinlys
  3. Et stativ med stativarme
  4. Neodymiummagneter 
  5. En lighter 

Tips til indkøb: Ren nikkel kan skaffes billigt, da det bruges i e-cigaretter. Vi har fundet 10 m ren nikkel til ca. 30 kr. 

Aktivitetsvejledning

OBS: Opstillingen kan laves med et skolestativ, ståltråd eller noget helt tredje. Bare husk ikke at bruge brændbare materialer.  

  1. Du skal til forsøget have en holder med 3 opspændingspunkter: 
    - Et til et stearinlys (kan sagtens være bordet)
    - Et til magneterne
    - Et pendulet kan svinge fra
  2. Indstil de tre punkter, inden du tænder lyset. 
  3. Magneterne tåler ikke at være placeret direkte i flammen, så pendulets ende må derfor, når det er tættest på magneterne, være nogle millimeter fra.
  4. Sørg for, at afstanden mellem, hvor pendulet hænger lodret ned, ikke er større, end at pendulet af sig selv vil svinge ind mod magneterne
  5. Tænd stearinlyset

Tip:

  1. Hvis pendulet ikke svinger frit, så prøv at lave en lille ring, det kan svinge i. Montagen af selve pendulet kan bare være en lille krog, du hægter på ringen. 

  2. I eksperimentet ‘Er blod magnetisk’ arbejder eleverne med forståelsen af ferro-, para- og diamagnetisme.

 

Forklaring

Ferromagnetisme er den type magnetisme, de fleste kender, og den repræsenteres blandt andet i magneter. Ferromagnetisme er det fænomen, at et materiale, som for eksempel jern, bliver magnetiseret i et magnetfelt og forbliver sådan, efter det fjernes fra de pågældende omgivelser.

 

Et ferromagnetisk materiale, som jern, cobalt eller nikkel, kan miste deres ferromagnetiske egenskaber ved at hæve temperaturen på materialet. Det sker brat ved en temperatur, der kaldes curiepunktet. For nikkel er curiepunktet 360°C, hvilket gør det velegnet til at observere i et stearinlys. For jern er curiepunktet 770°C. 

 

Temperaturen i et stearinlys er forskellig, alt afhængigt af hvor der måles, men en omtrentlig temperatur er 1000°C. Så måske kan man også i et stearinlys komme til at observere curiepunktet for jern? 

 

Under forsøget trækkes nikkelpendulet over mod magneten, der holder pendulet fast ind over flammen på stearinlyset. Her varmes nikkelpendulet op over curiepunktet, hvorefter nikkelmetallet ikke længere er ferromagnetisk. Det er nu kun tyngdekraften, der påvirker pendulet, og det vil svinge om pendulets lodrette position, indtil det bliver afkølet til under 360°C og dermed bliver ferromagnetisk igen og endnu engang svinger ind mod magneten og stearinlyset. 

 

https://www.imagesco.com/articles/heatengine/heat-engine.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Curie_temperature

 

Om ferro-, para- og diamagnetisme

Et klassisk magnetisk materiale hører under den form for magnetisme, som man kalder ferromagnetisme. Men der findes andre former for magnetisme. De er ikke lige så kraftige, men til gengæld er de langt mere udbredte. 

Dette forsøg viser, hvordan udvalgte materialer kan være enten paramagnetiske eller diamagnetiske. Et materiales magnetiske egenskaber er afgjort af elektronerne omkring atomerne i materialet. Elektroner kan betragtes som runde kugler, der drejer rundt om sig selv, ligesom når man balancerer en snurrende bold på fingeren. En elektron vil altid dreje enten den ene eller den anden vej rundt om sig selv. Det kalder man for et ‘spin up’ eller et ‘spin down’. Elektronernes spin skaber et lille magnetfelt. Da elektroner ofte ligger sammen to og to, hvilket også kaldes for elektronpar, vil den ene altid spinne op og den anden spinne ned. Deres spin udligner altså hinandens små magnetfelter. 

Hvis atomer, hvor alle elektroner er i par, udsættes for et magnetfelt, vil de altid lægge sig på tværs af feltet. Det vil sige, at hele atomet vil blive frastødt af magneten. Det kalder man for diamagnetisme.

I et paramagnetisk materiale findes der én eller flere uparrede elektroner. Det vil sige, at elektronernes spin ikke ‘udlignes’ af andre elektroners spin. Hvis man udsætter sådanne elektroner for et magnetfelt, vil de lægge sig på langs af feltet og dermed blive tiltrukket af magneten. Dermed kan man sige, at paramagnetisme er det modsatte af diamagnetisme.