Fysisk institutt og ILS, UiO, Andersen og Øgrim
Fysikkforsøk for videregående skoler

 Del F: Godbiter
 


F01 Ionemotoren


 



 
 
 
Stikkord:
Magnetisk flukstett-het
Magnetisk kraft
Ioner
Høyrehandsregelen
 
 

Jf:
F02, Magneter i +magnetfelt
C03, Strøm i jord-magnetisk felt
C04, Snurr rundt magnet
C05, Kraft mellom ledere
C06, Strømvekt
 
 

Utstyr:
Strømkilde for ls, minst 2 A
Sylindrisk kar
Kopperduk og sylindrisk kopperelektrode
CuSO4
Solenoide
Elkabler

Mye av dette utstyret er det samme som brukes i neste forsøk.
 
 
 
 

 

En partikkel med elladning q beveger seg med fart v i et magnetisk felt B. Partikkelen er da utsatt for en magnetisk kraft

F = q v × B


 


som står vinkelrett på både v og B. Dette skal vi bruke for å få en væske til å rotere.

Vi har en oppløsning av CuSO4 i et sylindrisk kar. Det skal gå en elstrøm radialt utover fra en elektrode i sylinderaksen til sylinderflata. For å få til det kledde vi innsida av karet med en kopperduk og brukte en kopperstav eller en liten koppersylinder som elektrode i midten. Elektrodene bør være av kopper fordi det alltid vil slå seg ned noe kopper på den negative elekt-roden, og da oppstår det lett en motelektromotorisk kraft. Hvis vi nå sender likestrøm fra aksen ut mot sylinderflata, beveger de positive kopperionene seg radialt utover, mens de negative sulfationene søker innover mot aksen.

Under karet har vi plassert en strømførende soleno-ide sånn at det går et magnetfelt med flukstetthet B tilnærmet loddrett oppover gjennom væsken. Som solenoide brukte vi en av de to spolene som følger med Teltronsettet, og som fins på mange norske skoler. Har man ikke den, kan man sikkert bruke andre solenoider, eller lage en vikling selv. Kanskje går det an å sette en riktig sterk magnet rett under karet også, men det har vi ikke prøvd. 

De positive ionene med fart utover går gjennom et magnetfelt med retning oppover og blir da påvirket av en vannrett magnetisk kraft som driver ionene i retning med urviserne. Men så vil kanskje noen lure på åssen det går med de negative ionene. Går ikke de den andre veien? Nei de gjør ikke det. Med den valgte retningen på elstrømmen går negative ladninger innover. Fordi de er negative, vil magnetkrafta på dem også virke med urviserne. Alle ladninger i væsken får altså fart med urviserne. 

Vi setter strøm til spolen og strøm til de to elekt-rodene og legger en liten papirbit på væsken. Etter en liten stund ser vi at væsken kommer i rotasjon, slik som forutsatt. Snur vi spolen (eller strømmen i den), stopper rotasjonen og kommer så i gang den andre veien. Det samme skjer om vi snur strømretningen i væsken. 

Istedenfor papirbiter kan vi strø f eks lykopodium-pulver på væsken, eller vi kan la en pingpongball flyte på den. 

Kanskje oppdager vi at papiret kommer inn til siden av karet og stopper. Det har å gjøre med overflatespenningen, som holder papiret fast til veggen. Det kan man unngå ved å ha så mye væske i karet at det blir råke på væsken. Men da blir det alltid noe søl, så vi finner oss heller i at papirlappene stopper til vi tar dem løs igjen. 

Neste forsøk
Tilbake til innholdsfortegnelser
F02
 Del F
3. avdeling
Indeks