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Experimentos > Cómo mover la burbuja de aire de un nivel mediante un imán

Categorías: Electromagnetismo
Palabras clave: Agua, Diamagnetismo, Reflexión


Autor/es

Rafael Garcia Molina
Roc�o Espinosa Guti�rrez
Departamento de F�sica
CIOyN, Universidad de Murcia, 30100 Murcia


Qué se pretende demostrar

Cuando se acerca un imán a un material diamagnético (como el agua), éste experimenta una fuerza de repulsión. Esta fuerza es muy pequeña, pero se puede detectar fácilmente mediante el dispositivo que se explica a continuación.



Dirigido a

Gran público.



Materiales necesarios

o   Láser

o   Nivel de burbuja

o   Soporte (o pie cilíndrico), varilla, nuez y pinza metálica: para el láser

o   Soporte (o pie cilíndrico), varilla, nuez (no ferromagnética): para el nivel

o   Blue tack/chicle/adhesivo

o   Imanes de neodimio

o   Pantalla para observar la luz del láser



Descripción

Se sitúa el nivel de burbuja sobre una superficie horizontal (que en nuestro caso era una nuez de laboratorio, de aluminio), la cual se sostiene mediante uno de los soportes; el otro soporte se emplea para sujetar el láser apuntando hacia la burbuja de aire que encierra el nivel. En la figura 1 aparece el dispositivo experimental, a excepción de la pantalla para proyectar, que se coloca aproximadamente 20-40 cm tras el nivel de burbuja.

Es importante que el láser incida en la parte inferior de uno de los extremos de la burbuja, formando el ángulo adecuado para que se refleje y la luz se observe en la pantalla. La reflexión se produce cuando la luz incide con el ángulo crítico desde un medio de mayor índice de refracción (el agua) sobre otro de menor índice (el aire de la burbuja); este fenómeno se denomina reflexión interna total.

De esta forma se observará sobre la pantalla la luz del láser sobre la pantalla. Seguidamente acercaremos al nivel un imán (mejor si son varios) y comprobaremos cómo la burbuja sigue el movimiento del imán, puesto que se desvía notablemente la luz del láser proyectada sobre la pantalla.

El movimiento de la burbuja puede apreciarse directamente si se observa con cuidado desde distancias cortas. Pero la proyección con el láser sobre la pantalla permite apreciar desde lejos las consecuencias del desplazamiento de la burbuja de aire.


El motivo por el cual la burbuja se acerca al imán no se debe a que sea atraída por éste, sino porque el agua (que es una sustancia diamagnética) experimenta una fuerza de repulsión por parte del imán. El agua del nivel se aleja del imán y, por lo tanto, la burbuja se acerca. De este modo, la burbuja del nivel “sigue” el movimiento del imán.

Podría pensarse que el movimiento de la burbuja de aire se debe al oxígeno que contiene, ya que, al ser paramagnético, es atraído por el imán. Sin embargo, debido a la poca cantidad de oxígeno en comparación con la cantidad de agua, la intensidad de esta atracción es prácticamente despreciable comparada con la repulsión diamagnética del agua.



Existe alg�n riesgo

Los derivados de utilizar imanes, pues hay que tener precaución para no pillarse los dedos si los imanes se quedan adheridos súbitamente entre ellos o a algún material. También hay que evitar acercar los imanes a dispositivos sensibles a los campos magnéticos intensos (marcapasos, tarjetas electrónicas, teléfonos móviles, ordenadores, unidades de memoria…). Además, hay que tener la precaución de no mirar directamente a la luz del láser.



Imágenes

 


Enlaces

http://bohr.inf.um.es/miembros/rgm/CeA2013/2-BurbujaAire.MOV



Para saber m�s

Esta experiencia muestra que, además de la interacción atractiva entre un imán y los materiales ferromagnéticos (que es la más conocida), un imán también puede producir una interacción repulsiva, la cual es útil para hacer levitar objetos, como en el caso de la rana que se muestra en el vídeo http://www.youtube.com/watch?v=A1vyB-O5i6E



Observaciones

La experiencia se realiza mejor en un ambiente con luz poco intensa, para apreciar mejor la marca luminosa del láser sobre la pantalla.