Curieova teplota feromagnetik

Pokus číslo: 1723

  • Cíl pokusu

    Cílem pokusu je ukázat, že feromagnetické látky se při zahřátí nad určitou teplotu stávají paramagnetickými.

  • Upozornění

    Není pravděpodobné, že byste tento experiment realizovali ve výuce naživo. Chceme ale umožnit jeho ukázání alespoň formou videa.

  • Teorie

    Existují tři základní skupiny látek podle jejich magnetických vlastností: diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické. Magnetické vlastnosti závisí na struktuře elektronového obalu atomu a uspořádání atomů ve struktuře látky. Paramagnetické a feromagnetické látky se skládají ze stejného typu atomů, liší se však jejich uspořádáním. Podrobnější popis chování jednotlivých typů látek v magnetickém poli je u experimentu Demonstrace vlastností diamagnetických a paramagnetických látek.

    Překročí-li při zahřívání feromagnetické látky její teplota určitou (pro tuto látku charakteristickou) teplotu Tc, stane se tato látka paramagnetickou. Při chladnutí přejde látka při této teplotě zpět do feromagnetického stavu. Teplota Tc se nazývá Curieova teplota a pro každé feromagnetikum je jiná. Většina feromagnetických látek má Curieovu teplotu poměrně vysokou – pro nikl je Curieova teplota přibližně 360 °C, pro železo 770 °C, pro kobalt 1121 °C. Gadolinium, využívané při tomto pokusu, má Curieovu teplotu okolo 20 °C.

    Gadolinium je měkký, stříbřitě bílý kov. Jeho protonové číslo je 64, patří mezi lathanoidy. Využívá se při výrobě počítačových harddisků a v jaderné energetice. V našem pokusu ho používáme ve tvaru válečku.

  • Pomůcky

    Vzorek gadolinia, nádoba s horkou vodou, nádoba se studenou vodou a ledem, malý feritový magnet.

    Obr. 1: Pomůcky
  • Postup

    1. Vzorek gadolinia vložíme do nádoby se studenou vodou a ledem a necháme ho ochladit.
    2. Po vyndání ze studené vody vzorek otřeme a demonstrujeme, že se k němu permanentní magnet přitahuje.
    3. Vzorek gadolinia vložíme do nádoby s horkou vodou a necháme ho prohřát.
    4. Po otření demonstrujeme, že se k němu feritový magnet nepřitahuje.
    5. Pokud vzorek gadolinia znovu ochladíme ve studené vodě, bude se k němu feritový magnet opět přitahovat.
  • Vzorový výsledek

    Video níže ilustruje možný průběh pokusu.

  • Komentář

    Námět na tento pokus byl čerpán z videa, slovinské skupiny Fizik.si, která se věnuje fyzikálním experimentům.

Typ pokusu: kvalitativní
Věková skupina: od střední školy
Potřebné vybavení: vyžaduje specifické pomůcky
Čas přípravy pokusu: do 3 minut
Čas provedení pokusu: do 3 minut
Pokus je zachycen na videu