Resumen

El diamagnetismo es una  propiedad de los materiales  que consiste en repeler los campos magnéticos. Es lo opuesto a los materiales paramagneticos los cuales son atraídos por los campos magnéticos. El fenómeno del diamagnetismo fue descubierto por Sebald Justinus Brugmans que observó en 1778 que el bismuto y el antimonio fueron repelidos por los campos magnéticos. El término diamagnetismo fue acuñado por Michael Faraday en septiembre de 1845, cuando se dio cuenta de que todos los materiales responden (ya sea en forma diamagnética o paramagnética) a un campo magnético aplicado.

La expulsión del campo magnético se debe a la formación de corrientes superficiales en el superconductor que crean un campo magnético igual y opuesto al campo externo. Los imanes producen campos magnéticos. El efecto Meissner da lugar a repulsión entre un imán y un superconductor de forma que levitan uno sobre el otro. Si el campo magnético es suficientemente fuerte o la temperatura es alta se destruye la superconductividad y la levitación.

La propiedad magnética de diferentes materiales puede ser cuantificada y comparada midiendo su permeabilidad magnética  que es la relación de la magnetización interna del material al campo magnético aplicado.

Cualquier conductor eléctrico mostrará un fuerte efecto diamagnético en presencia de un campo magnético cambiante porque se generarán corrientes circulantes en el conductor para oponerse a los cambios del campo magnético.

Un súper conductor hace un diamagnetismo perfecto porque no hay resistencia a la formación de bucles de corriente.
El grafito pirolitico es un material sintético, fabricado por un proceso llamado deposición química en fase vapor. Para hacer gas metano de grafito pirolitico a baja presión (aproximadamente 1 torr) se calienta a aproximadamente 2000 grados Celsius. Muy lentamente, (una milésima de pulgada por hora) crece una capa de grafito. El grafito hecho de esta manera es altamente ordenado, y las capas de átomos de carbono forman cristales hexagonales en hojas en forma de placa que se acumulan como hojas de mica.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

La situación se trata de investigar  diversos materiales para encontrar el adecuado y hacerlo levitar y así esclarecer el efecto Meissner.

Antecedentes

Existen elementos para suponer que en año 12 a.n.e. los chinos ya usaban el imán como brújula. Sin embargo los documentos históricos relatan que hace dos mil años aproximadamente, unos pastores de Magnesia (antigua Ciudad de Turquía), al conducir a sus corderos a cierto pasto, sintieron una fuerte atracción hacia el suelo debida a la punta metálica de su bastón y a los clavos de su calzado que se les dificulto seguir caminando. Interesados por encontrar la causa, removieron la tierra y descubrieron una roca negra, la cual atraía a la tierra. Hoy esa roca recibe el nombre de piedra imán o magnética. Químicamente es un mineral de óxido de hierro cuya fórmula es Fe₃O₄.

Más adelante, la gente descubrió que al colgar libremente un hilo un pedazo largo y delgado de roca negra de magnesia, esta daba varias vueltas hasta detenerse quedar siempre en la misma posición: un extremo apuntando al Polo Norte geográfico y el otro al Polo Sur; Por ello, la usaron como brújula con el propósito de orientarse en viajes largos.

Actualmente se sabe que la atracción ejercida por la roca negra sobre la punta metálica del bastón de los pastores se debió al magnetismo, que es la propiedad de los cuerpos llamados imanes para atraer el hierro, al níquel y al cobalto.

Los imanes son cuerpos que tienen la propiedad de atraer el hierro, el níquel el cobalto y algunos otros metales.

Objetivo

Conseguir la levitación de un material diamagnético sobre cuatro imanes de neodimio.

Justificación

Al ver el tren Maglev  quise investigar el funcionamiento debajo de este por medio de magnetismo así que les pedí ayuda a mis papás y me ayudaron a investigar.

Hipótesis

Si logro esclarecer cómo hacer levitar el grafito pirolítico sobre los imanes de neodimio, entonces podré explicar cómo es la levitación magnética.

Método (materiales y procedimiento)

Con el siguiente experimento pretendo demostrar la levitación magnética.

Procedimiento

Organizar los imanes en un cuadrado.

Deben hacer clic en el lugar, si no, intente voltear el imán ofensivo al revés e inténtelo de nuevo

Una vez que los imanes están en su lugar, suavemente colocar el cuadrado de grafito sobre el centro de los imanes y dejarlo ir. El grafito debe instalarse instantáneamente en su lugar y suavemente balancearse hacia adelante y hacia atrás en el “pozo” magnético que ha creado. La distancia que el grafito flota sobre la superficie de los imanes depende de la fuerza de los imanes y del peso del grafito

Material

• 4 imanes de neodimio en forma de cubo.
• 1 hoja de grafito pirolitico
• Materiales diversos hierro

Investigación de campo

Con una muestra de 20 encuestados de los cuáles son 9 hombres y 12 mujeres del grupo 3 °B  de la Escuela Telesecundaria Calmecac, se les aplicó una encuesta de  5 preguntas encontrando los siguientes resultados:

Galería Método

Resultados

Al momento de colocar los imanes en una superficie posteriormente colocar el grafito normal  por encima de estos se deslizó y no levitó, una vez más coloque el grafito pirolitico y sucedió que empezó a levitar.

Lo que sucedió fue algo similar al efecto meissner ya que al poner los imanes con los polos orientados correctamente la función del grafito pirolitico como material diamagnético fue  romper el campo magnético.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Con este trabajo de investigación me pude dar cuenta de la importancia de la física en la vida cotidiana y cómo esta ciencia nos puede ayudar y facilitar la vida.

Bibliografía

Ma. De la luz Rodríguez. (2003). Física 3. México: castillo.

Héctor Pérez Montiel. (2000). Magnetismo. En física 3(156, 157,158). México: patria.

EN RED.

http://levitacionmagnetica.blogspot.mx/

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography