Diamágnes

Diamágnes

HozzászólásSzerző: bt_ » 2016.02.29. 14:40

Sziasztok!

Teljesen új vagyok ezen a honlapon, egy barátom ajánlotta hogy megpróbálhatom itt feltenni a kérdésemet.
(A keresés funkció ugyanis nem hozott találatot)

A kérdésem a következő lenne:
hogyan alakul ki a diamágneses taszító hatás.

Azt olvastam róla, hogy a Lenz szabály értelmében a mágneses erőtér változásának ellenszegülő hatás jön létre, ami taszító hatás.
A problémám az lenne, hogy ha már odahelyeztük a mágneses erőtérbe a diamágnest, akkor utána megszűnik a mágneses tér változása, mégis megmarad a taszító hatás hosszútávon és veszteség nélkül.

Nem tudom erre mi a magyarázat.

Érdeklődve várom az esetleges választ.

Üdv
bt_
 
Hozzászólások: 13
Csatlakozott: 2016.02.29. 14:26
Has thanked: 0 time
Been thanked: 0 time

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: bt_ » 2016.02.29. 14:46

Most látom hogy nem a Miért topikba sikerült létrehoznom a kérdést.
Elnézést.

Nem tudja valaki hogy lehet oda átrakni, mert ott volnának az ilyen kisebb kérdések.

Üdv
bt_
 
Hozzászólások: 13
Csatlakozott: 2016.02.29. 14:26
Has thanked: 0 time
Been thanked: 0 time

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: dgy » 2016.02.29. 16:23

A kérdésem a következő lenne:
hogyan alakul ki a diamágneses taszító hatás.

Azt olvastam róla, hogy a Lenz szabály értelmében a mágneses erőtér változásának ellenszegülő hatás jön létre, ami taszító hatás.
A problémám az lenne, hogy ha már odahelyeztük a mágneses erőtérbe a diamágnest, akkor utána megszűnik a mágneses tér változása, mégis megmarad a taszító hatás hosszútávon és veszteség nélkül.

Nem tudom erre mi a magyarázat.

A diamágnesség részletes elmélete csak a kvantummechanika alapján állítható fel, de elég jó közelítést ad a következő klasszikus kép (Langevin-elmélet):

Az anyag belsejében elmozdulni képes elektronok vannak - ha máshol nem, hát az atomok elektronhéjában. A külső mágneses tér bekapcsolása (vagy a vizsgált testnek a mágneses térrel átjárt tartományba helyezése) áramot indukál, meglódítja az elektronokat. Az így kialakult elemi köráramok mágneses tere ellentétes az eredeti, külső tér irányával. Ezek az elemi, atomi köráramok nem csillapodnak, velük szemben nincs "ellenállás", ezért a hatás állandó. (A vezető anyagok szokásos elektromos ellenállásának mechanizmusa ugyanis az, hogy a testben szabadon mozgó, azaz az atomok közti távolságnál jóval nagyobb utat bejáró elektronok szóródnak a rácshibákon, illetve az atomok termikus mozgása miatti rácsdeformációkon. Ilyen hatás az atomon belüli mini köráramok esetén nem lép fel.)

Ha a külső mágneses teret kikapcsoljuk (vagy a testet kivesszük a mágneses tartományból), az előbbivel ellentétes irányú áram indukálódik, ami épp kioltja a korábban létrejött mágneses momentumot, így a folyamat végén a test nem lesz mágneses.

Ez a hatás minden anyagban fellép, csak a para- és ferromágneses anyagban a több nagyságrenddel erősebb mágneses effektusok elnyomják.

További részletek, köztük a Langevin-elmélet képletekkel kiegészített leírása, valamint héhány csemege, pl a diamágnesesen lebegtetett béka fotója található a magyar wikin, az alábbi oldalon:
https://hu.wikipedia.org/wiki/Diam%C3%A1gnesess%C3%A9g

dgy

These users thanked the author dgy for the post:
Zsolt68
Rating: 11.11%
 
Avatar
dgy
 
Hozzászólások: 1737
Csatlakozott: 2014.03.12. 21:40
Tartózkodási hely: Budapest
Has thanked: 111 times
Been thanked: 832 times

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: bt_ » 2016.02.29. 18:54

Kedves DGy,

köszönöm a válaszod. Igazából azt volt nehéz elhinnem, hogy ilyen stabilan, veszteség nélkül megmarad az elektronok mozgása.
Ami még hozzátett ehhez a kételkedéshez, az volt, hogy olyan kísérletet is láttama youtub-on, hogy azáltal alakult ki a diamágnesesség, hogy egy már létező mágneses térben lehűtnek egy anyagot, majd szupravezetővé válva diamágnesesen lebegni kezd. Tudom hogy ez nem teljesen ugyanaz a klasszikus diamágnesességgel, de itt mágneses erőtér változást nem láttam.

Ilyenkor laikusan csak okoskodni próbálok magamban, hogy nincs-e valami olyasmi, hogy az elkerülhetetlen ide oda kis mozgások ilyen esetben az egyik irányban átlagosan valamiért gyorsabbakra alakulnak ki a másik iránynál.

De nagyon köszönöm a választ.

Üdv
bt_
 
Hozzászólások: 13
Csatlakozott: 2016.02.29. 14:26
Has thanked: 0 time
Been thanked: 0 time

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: dgy » 2016.03.01. 00:30

hogy olyan kísérletet is láttama youtub-on, hogy azáltal alakult ki a diamágnesesség, hogy egy már létező mágneses térben lehűtnek egy anyagot, majd szupravezetővé válva diamágnesesen lebegni kezd. Tudo
A diamágneses anyagban fellépő mágneses momentum két dologtól függ: a külső mágneses tértől és az anyag mágneses szuszceptibilitásától. A szokásos diamágneses kísérletekben az anyag tulajdonságai változatlanok, csak az őt átjáró mágneses tér erőssége változik - vagy azért, mert a külső teret bekapcsoljuk, vagy azért mert a testek behelyezzük egy mágneses tér átjárta tartományba. A szupravezetés esetén azt használjuk ki, hogy az anyag mágneses szuszceptibilitása hőmérsékletfüggő, és a kritikus hőmérsékletnél drasztikus változást szenved. Ezért az anyagban fellépő mágneses momentum a külső tér változásának hiányában is hirtelen megváltozik, amikor a hőmérséklet (lefelé menet) átlépi a kritikus értéket. Konkrétan éppen annyira változik meg, hogy a mágneses tér teljesen "kilökődik" az anyag belsejéből, és az erővonalak kívülről kerülik meg a szupravezetőt.
Igazából azt volt nehéz elhinnem, hogy ilyen stabilan, veszteség nélkül megmarad az elektronok mozgása.
Ez a csillapítatlan atomi köráramokra épülő Langevin-modell nem a fizika "végső válasza" a diamágnesség kérdésére, hanem csak egy klasszikus fogalmakat használó szemléltető eszköz. Ahogy a mai kvantumelmélet már nem használja Bohr-modell síkbeli ellipszispályákon keringő elektronjainak képét, és helyette sokkal absztraktabb, ráadásul más térbeli konfigurációjú modellt alkot az elektronok elhelyezkedéséről, ugyanúgy a diamágnesség kvantumelméletében sem lépnek fel a csillapítatlan atomi köráramok, így a (jogos) aggodalmad végül alaptalan marad: nincsenek ilyen köráramok, tehát nem kell megkérdezni, miért nem disszipálódik az energiájuk pl elektromágneses hullámok kisugárzásával... Helyette van egy szemléletesen le sem írható absztrakt modell... :)
...laikusan csak okoskodni próbálok magamban, hogy nincs-e valami olyasmi, hogy az elkerülhetetlen ide oda kis mozgások ilyen esetben az egyik irányban átlagosan valamiért gyorsabbakra alakulnak ki a másik iránynál.
Ezt a mondatodat viszont nem értem: milyen objektumok miféle "ide-oda mozgásáról" lenne szó, és ez mit magyarázna?

dgy
Avatar
dgy
 
Hozzászólások: 1737
Csatlakozott: 2014.03.12. 21:40
Tartózkodási hely: Budapest
Has thanked: 111 times
Been thanked: 832 times

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: bt_ » 2016.03.01. 11:59

Kedves DGy,

(köszönöm a válaszod. Közben most tudatosult bennem hogy kit is tisztelhetek személyedben :)

Értem amit írtál a szupravezetővel kapcsolatban, de én lehet tévesen úgy interpretáltam magamban a tényt hogy a szupravezetőben megszűnik a mágneses térerő, hogy a diamágneses, avagy Lenz szabály szerint és a gyakorlatilag 0-ra csökkenő elektromos ellenállás miatt az ellentétesen keletkező térerő kioltja a külső térerőt. De akkor ezek szerint ez nem egészen így van (habár logikusnak tűnhet).

Az egyenlőtlen ide-oda mozgást valahogy úgy értem, hogy ha például egy testre felfele fújunk úgy hogy egyensúlyban maradjon, vagyis ez csak egy hasonlat lenne arra hogy a gravitációjával ellentétesen egy olyan diamágneses taszítás jönne létre mely lebegve egyensúlyban tartaná, akkor nem egyenletesen lebegne le-fel az egyensúlyi pontja körül, hanem mondjuk hirtelenebbül esne mint utána emelkedne, és a hirtelen eséskor keletkező Lenz ellenhatás nagyobb lenne. De ez csak egy képzelgés a részemről, valami ilyesmire gondoltam hirtelen...

A másik kérdésem az lenne, hogy ha vizet vagy egy egész békát lebegtetünk, akkor a folyadékban levő elmozdulások és az élő szervezetben levő biológiai reakciók nem zavarhatják össze és ezáltal csökkenthetik a kialakult diamágneses taszítást. Vagy ez sem olyan mérvadó?

Üdv
bt_
 
Hozzászólások: 13
Csatlakozott: 2016.02.29. 14:26
Has thanked: 0 time
Been thanked: 0 time

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: dgy » 2016.03.01. 14:59

bt_ írta: úgy interpretáltam magamban a tényt hogy a szupravezetőben megszűnik a mágneses térerő, hogy a diamágneses, avagy Lenz szabály szerint és a gyakorlatilag 0-ra csökkenő elektromos ellenállás miatt az ellentétesen keletkező térerő kioltja a külső térerőt.
Ugyanarról beszélünk, csak más megfogalmazásban.

A közönséges diamágnesben a külső mágneses térerősséggel arányos örvényáram lép fel, ez az áramerősséggel arányos, az eredeti térrel ellentétes irányú mágneses teret kelt. Így a keltett tér is arányos a külső térrel, az arányossági tényező a mágneses szuszceptibilitás, ez az anyagszerkezettől függ, és általában igen kicsi szám. A szupravezető fázisátalakuláskor az anyagszerkezet megváltozik, a szuszceptibilitási tényező 1-re nő, és az ellentér teljesen kioltja a külső teret. Ez a gyakorlatban úgy megy végbe, hogy az örvényáramok a közönséges diamágneshez képest nagyságrendekkel felerősödnek. Ezek az örvényáramok azonban más mechanizmusúak, mint a korábbiak, nem "elemi, atomon belüli" áramok, hanem makroszkópikus, az egész testre kiterjedő áramok. Pontosabban: az örvényáram nem a test belsejében, hanem a test felületén folyik (igazából a legfelső néhány atomnyi rétegben). Ezért az általa létrehozott ellentér a test egész belsejére kiterjed, így belül mindenhol kioltja a külső teret.
Az egyenlőtlen ide-oda mozgást valahogy úgy értem, hogy ha például egy testre felfele fújunk úgy hogy egyensúlyban maradjon, vagyis ez csak egy hasonlat lenne arra hogy a gravitációjával ellentétesen egy olyan diamágneses taszítás jönne létre mely lebegve egyensúlyban tartaná, akkor nem egyenletesen lebegne le-fel az egyensúlyi pontja körül, hanem mondjuk hirtelenebbül esne mint utána emelkedne, és a hirtelen eséskor keletkező Lenz ellenhatás nagyobb lenne. De ez csak egy képzelgés a részemről, valami ilyesmire gondoltam hirtelen...
Nem számoltam utána részletesen, de az az érzésem, hogy ha az ilyesmi lehetséges lenne, akkor egy ügyesen megkonstruált szerkezettel örökmozgót lehetne készíteni belőle :)
A másik kérdésem az lenne, hogy ha vizet vagy egy egész békát lebegtetünk, akkor a folyadékban levő elmozdulások és az élő szervezetben levő biológiai reakciók nem zavarhatják össze és ezáltal csökkenthetik a kialakult diamágneses taszítást. Vagy ez sem olyan mérvadó?
Én inkább az ellenkezőjétől tartanék. Vajon a testbe behatoló erős mágneses tér nem zavarhatja meg a sejtek elektrolitjaiban lezajló elektrokémiai folyamatokat, pl az idegi jelek továbbítását? De erről (a fellépő elektromos és mágneses terek erősségének nagyságrendjéről) inkább egy biológust kellene megkérdezni.

dgy
Avatar
dgy
 
Hozzászólások: 1737
Csatlakozott: 2014.03.12. 21:40
Tartózkodási hely: Budapest
Has thanked: 111 times
Been thanked: 832 times

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: bt_ » 2016.03.01. 16:59

Kedves DGy,

ha a szupravezetőkkel kapcsolatosan hasonlóképpen beszéltünk, akkor az eredeti problémát mégsem teljesen értem. Mert ha a lehűtéskor csupán annyi történik hogy a fix külső mágneses térben lecsökken az elektromos ellenállás, akkor nem tudom mi váltja ki a Lenz szerinti ellenhatást. De megpróbálom újra előkeresni azt a kísérletet.

A kényszerből született egyenletlen ide-oda mozgással kapcsolatban, ha még csak egy megalapozatlan gondolat is, még messzinek tartom az örökmozgó létrejöttét, mert egy egyensúlyi állapotot inkább elképzelhetőnek gondolok...

Viszont lenne még pár kérdésem, mert ez az egész diamágnesesség nekem csak azért szúrt szemet, mert nem tudtam megnyugtatóan megmagyarázni, viszont egy másik problémából fakad, aminél szintén vannak kérdéseim.
A foszforatomról van szó, amely alaphelyzetben szinglet állapotban van, vagyis gondolom ezért is diamágneses (?), fényelnyelődés után viszont triplett állapotba kerül, amely annyira stabil, hogy hosszú ideig marad meg és bomlik le, majd fényt kibocsájtva foszforeszkál.
Ezzel kapcsolatban két kérdés foglalkoztat (hú nem csak ennyi).
1. Az egyik hogy nem találtam erre leírást a google-on keresgélve, de ez a triplett állapot azt jelenti hogy paramágneses hatás is érvényesül?
2. Nem egészen értem hogy a triplett állapot miért ilyen stabil. Olvasgattam utána, de nem igazán értem.

A békás diamágneses kísérlettel kapcsolatosan pedig az a megállapítás futott most át rajtam (lehet hogy nem igaz, de már ezért megérte ezt boncolgatni), hogy az élő szervezetben annyi atom és molekula, meg reakció van, ráadásul a paramágneses hatások jóval erősebek a diamágnesességgel szemben, vagyis ha szignifikánsan léteznének, akkor megmutatkoznának, de mégis a béka diamágneses marad. Mindenesetre érdekesnek tartom.

Üdv
bt_
 
Hozzászólások: 13
Csatlakozott: 2016.02.29. 14:26
Has thanked: 0 time
Been thanked: 0 time

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: bt_ » 2016.03.01. 17:21

Kedves DGy,

az örökmozgó megállapításod most jutott el a tudatomig. Hát igen, érdekes gondolat :)

Mindenesetre ha az életet nézzük, első ránézésre ez is tűnhet legalább annyira ellentétesnek a "sima" fizikai törvénykehez képest, hogy örökmozgónak tűnhetne. Igaz ez egy kicsit más :)

Üdv
bt_
 
Hozzászólások: 13
Csatlakozott: 2016.02.29. 14:26
Has thanked: 0 time
Been thanked: 0 time

Re: Diamágnes

HozzászólásSzerző: bt_ » 2016.03.02. 00:28

Kedves DGy,

sajnos javítanom kell önmagam, mert nagy tévedésben voltam a foszforeszkálással kapcsolatban, ami miatt a triplett állapotra rákérdeztem: ugyanis most olvasom csak, hogy a foszfor nem is foszforeszkál. Tévesen összekapcsoltam a foszforeszkálásban résztvevő triplett állapotot a foszfornak azon tulajdonságával, hogy képes 5 kovalens kötést is létrehozni, vagyis képes 5 párosítatlan elektront létrehozni 1 párból és 3 páratlanból (sp3d hibridizáció), ami hasonlít a foszforeszkálásnál fény hatására létrejövő szingletből (diamágnes) triplettbe való szétváláshoz, amiknek gondoltam köze van egymáshoz.

De nagyon köszönöm a válaszokat és sok új dologra ráirányította a figyelmet.
Például a béka lebegése kapcsán, mely szerint az élő szervezet mennyire diamágneses, tovább google-oztam és egyből találtam is egy cikket mely azt tárgyalja hogy az O2 molekula és a szabad gyökök párosítatlan elektronnal rendelkező triplett állapotúak és paramágnesesek. Ez is érdekes számomra.

Köszönöm.

Üdv
bt_
 
Hozzászólások: 13
Csatlakozott: 2016.02.29. 14:26
Has thanked: 0 time
Been thanked: 0 time

Következő

Vissza: De miért?

Ki van itt

Jelenlévő fórumozók: nincs regisztrált felhasználó valamint 1 vendég