Může žába levitovat?

Podle toho, jestli se magnet přichytí nebo nepřichytí k určitému materiálu, dělíme látky na magnetické a nemagnetické. To ale není celá pravda. Magnetické pole ve skutečnosti ovlivňuje všechny materiály, jen různě silně a různým způsobem. Nejvíce působí na železo a příbuzné materiály, ale pokud je magnetické pole dostatečně silné, můžeme v něm nechat levitovat květiny, kobylky nebo dokonce žáby. V tomto článku si vysvětíme, jak je něco takového možné.

Feromagnetismus: železo a spol.

Feromagnetické materiály, jako je železo, nikl, kobalt nebo různé oxidy železa (tzv. ferity), mají silnou schopnost zesilovat magnetické pole. Jsou to právě tyto materiály, na které se magnet „přicvakne“. Ferity známe například z obyčejých ledničkových magnetů. Feromagnetika patří do větší skupiny zvané paramagnetika. Ta mají společnou vlastnost: zesilují vnější magnetické pole. U paramagnetik je ale tento efekt mnohem slabší.

Paramagnetismus: slabá přitažlivost

U paramagnetických materiálů, jako je například hliník nebo mosaz, jsou atomy orientovány náhodně. Každý z nich sice vytváří slabé magnetické pole, ale bez vnějšího pole se tyto efekty ruší. Když však paramagnetikum vložíme do magnetického pole, atomy se začnou natáčet jako střelky kompasu a pole zesilují.

Diamagnetismus: odpuzování

Magnetické vlastnosti atomu jsou dány nepárovými elektrony, ale co když atom nemá žádný nepárový elektron? Pak se magnetická pole jednotlivých elektronů navzájem vyruší a atom není z vnějšku magnetický. Když takový atom vložíme do magnetického pole, objeví se velmi slabá odpudivá síla. Tento jev se nazývá diamagnetismus. Diamagnetické odpuzování je důsledkem Lenzova zákona: elektronové oběhy se upraví tak, aby svým polem odporovaly změně vnějšího pole.

Levitující žába

Diamagnetismus je extrémně slabý, ale pokud vezmeme dostatečně silné magnetické pole, můžeme ho zesílit natolik, že odpudí i běžnou látku. Bismut je jednou z nejsilnějších diamagnetických látek, ale např. i grafit je schopný v poli neodymových magnetů levitovat. Stejně tak voda a právě voda tvoří přes 70 % těla žáby. Takže ano, žába může levitovat. Pokud ji vystavíme magnetickému poli o velikosti zhruba 16 Tesla.