Sbírka fyzikálních pokusů

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 T_c, stane se tato látka paramagnetickou. Při chladnutí přejde látka při této teplotě zpět do feromagnetického stavu. Teplota T_c 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.

  

• 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.