Diamagnetismus a paramagnetismus jednoduše

Provedení experimentu a jeho vysvětlení 

Stojan se zavěšeným vahadlem postavíme na stůl, necháme vahadlo ustálit v rovnovážné poloze a připravíme si silnější magnet. Experiment provedeme ve dvou krocích.

V prvním kroku experimentu opatrně přiblížíme magnet držený v ruce ke krabičce s vodou (viz obr. 5). Rukou s magnetem je nutné pohybovat pomalu a opatrně, abychom nevytvořili vzdušné proudy, které by mohly vahadlo rozhýbat. Budeme-li opatrně přibližovat magnet ke krabičce s vodou, bude se krabička od magnetu odpuzovat. Abychom vyvrátili možnost náhodného pohybu vahadla, vliv torze závěsu, …, zopakujeme experiment tak, že se přiblížíme ke stejné krabičce z druhé strany. Tato část experimentu bude náročnější, neboť budeme muset s magnetem couvat před pohybující se krabičkou, ale přitom musí být vzdálenost magnetu od krabičky co možná nejmenší. Budeme-li trpěliví, během několika sekund se nám podaří vahadlo zastavit a uvést jej do pohybu opačným směrem: krabička s vodou se tedy bude stále od magnetu odpuzovat. Tím jsme prokázali, že voda patří mezi diamagnetické látky, které zeslabují magnetické pole a od magnetu se tedy odpuzují. V tabulkách můžeme najít hodnotu relativní permeability vody 0,999991; voda je velmi málo diamagnetická, ale přesto se tato její vlastnost při popsaném experimentu projeví.

Ve druhém kroku experimentu budeme postupovat analogicky jako v prvním. Tentokráte ale budeme opatrně přibližovat magnet ke krabičce s modrou skalicí (síran měďnatý). Tato krabička se bude k magnetu přitahovat, což opět ukážeme přiblížením magnetu z jedné a ze druhé strany krabičky. Podíváme-li se do matematicko-fyzikálních tabulek, zjistíme, že relativní permeabilita mědi je 0,999990. Krabička se síranem měďnatým (ve kterém měď je) by se tedy měla od magnetu odpuzovat! Ovšem je nutné si uvědomit, že síran měďnatý obsahuje i jiné prvky než pouze měď, a dále že magnetické vlastnosti závisejí nikoliv pouze na daném prvku, ale na vazbě a struktuře, v jaké se vyskytuje. Síran měďnatý tedy patří mezi paramagnetické látky.

Právě popsaným experimentem tedy můžeme ukázat příklady látek, které jsou diamagnetické a které jsou paramagnetické. Ačkoliv relativní permeability obou látek, které jsme použili k experimentu, jsou blízké jedné, lze rozdíl mezi nimi ukázat. Pokud bychom měli k dispozici ještě i čistou měď, bylo by srovnání měď – síran měďnatý názornější.

Vyrobené vahadlo zavěšené na niti na stojanu lze též využít k zopakování pojmů z mechaniky: rovnovážná poloha, moment sil, moment setrvačnosti, těžiště a k praktickému použití momentové věty.