Diamagnetismus

Viele Substanzen sind diamagnetisch, werden also von Magneten stets abgestoßen (auch Wasser und unsere Finger). Wismut und Graphit gehören zu den stärksten Diamagneten. Pyrolytischer Graphit hat unter den Festkörpern bei Zimmertemperatur die höchste diamagnetische Suszeptibilität (ca. 450 x 10-6). Die wirkenden Kräfte sind aber dennoch extrem schwach, nicht zu vergleichen mit den Kraftfeldern von z. B. Eisenmagneten. Bringt man einen NdFeB-Magneten in Wasser, so dass er knapp untergetaucht ist, beult sich die Wasseroberfläche ein wenig aus. Ein Stückchen Eis an einem Faden wird abgestoßen und zeigt eine kleine Drehbewegung.

Es gibt zwei Arten des Schwebens:
  • Diamagnetisch stabilisiertes Schweben
  • Diamagnetisches Schweben.
Diamagnetisch stabilisiertes Schweben
In sorgfältig arrangierten Situationen kann ein Schweben erzeugt werden. Ein Permantmagnet wird durch einen anderen gegen die Schwerkraft angehoben (instabiles Gleichgewicht) und per Diamagnete stabilisiert.
Horizontale Stabilisierung Vertikale Stabilisierung
In einem diamagnetischen Hohlzylinder aus Wismut kann ein kleiner Magnet vertikal stabil schweben. Leider ist das schwebende Teilchen nicht gut sichtbar. Unterhalb eines Magneten kann ein kleiner Magnet horizontal stabil schweben. Vertikal wird er hier durch diamagnetische Finger stabilisiert.
Je größer der Abstand der Diamagnete, um so kleiner die vertikale Stabilisierung. Bei möglichst homogenen Magnetfeldern (also möglichst starke Magnete für einen möglichst großen Abstand beim Kompensieren der Schwerkraft) können die Diamagnete größeren Abstand haben. Insgesamt kann sich ein sehr kitzliges, aber dennoch stabiles Gleichgewicht bilden, das leicht durch einen Luftzug oder Temperaturschwankungen gestört werden kann.
Versetzt man den schwebenden Magneten vorsichtig in eine Drehbewegung, kommt er nach recht langer Zeit wieder zur Ruhe. Im Vakuum ist keine deutlich längere Dreh-Zeit zu beobachten: die Energieverluste sind hauptsächlich durch entstehende Wirbelströme zu erklären.
Benutzt man starke Diamagnete (Wismut, besser: Graphit) zur Stabilisierung, kann ein Schweben mit handelsüblichen Permanentmagneten erzeugt werden.


Mit freundlicher Erlaubnis von Frank Pahmeyer
http://www.pahmeyer.homepage.t-online.de/magnetseite.html
Wismut:
http://www.ey-cool.com/magnet/magnet.htm

http://www.scitoys.com/scitoys/scitoys/magnets/suspension.html
Extrablatt: Wismut
21.12.2000
Diamagnetisches Schweben
Sehr einfach ist es, ein Graphitscheibchen auf den sehr starken NdFeB-Permanentmagneten zum Schweben zu bringen: rauflegen, fertig. Das US-Patent Nr. 5396136 (1995) beschäftigt sich mit optimalen Anordnungen von Permanentmagneten.
Graphit !
http://www.scitoys.com/scitoys/scitoys/magnets/pyrolytic_graphite.html

Scharlau, Nordmeier, Schlichting: Magnetische Levitation



http://www.klangspiel.ch/quadro_12

http://www.klangspiel.ch/diana_26

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