Fyzika v kuchyni - magnetické ovoce

Nejen magnety na ledničce - i váš salát je magnetický. Naštěstí ho ale magnety nepřitahují - spíše ho odpuzují. Na vině je, jak jinak, fyzika. Čím je to způsobeno? (délka blogu 3 min.)

To, že jsou některé předměty přitahovány magnetem nebo se jím mohou samy stát, nikoho nepřekvapí. Jevu se říká feromagnetismus (odvozeno od názvu železa, které je typickým zástupcem feromagnetických kovů). Že je magnetické také ovoce na míse nebo v salátu - to je možná překvapení. Na vině je (jak už jistě tušíte) … fyzika.

Jedna z forem magnetismu - feromagnetismus

Za magnetickou se označuje látka, ve které mohou vznikat tzv. Weissovy domény. To jsou pomyslné oblasti s magnetickými dipóly, které mají stejnou orientaci.

Pokud se takový materiál nenachází v magnetickém poli (které může být způsobeno například silným permanentním magnetem), jsou jeho Weissovy domény uspořádány nahodile a jejich výsledný magnetický moment je nulový.

Když se ovšem takový materiál dostane do vlivu magnetického pole, začínají se podle něj dipóly stáčet.

Mezi feromagnetické látky patří kovy železo, kobalt a nikl - ale také gadolinium nebo terbium, kovy, které jsou feromagnetické jen při nízkých teplotách.

Málokdo by tedy asi hledal jevy spojené s magnetismem - v jídle. Přesto má velké množství našich potravin magnetické vlastnosti - jsou samozřejmě trochu odlišné od těch, kterými se vyznačují kovy.

Magnetické ovoce

Magnetickými vlastnostmi se pyšní například okurky (čerstvé i naložené), hroznové víno nebo například rajče.

Na videu se dá shlédnou následující experiment: na niti, která je zavěšená na stropě, je připevněna špejle. Na obou jejích koncích jsou nabodnuty (váhově podobné) kousky ovoce nebo zeleniny. Potravina se tedy může pohybovat a její pohyb brzdí jen malá síla (odpor niti proti zkroucení). Experimentátor přiblíží k ovoci silný permanentní magnet (obyčejný neodymový magnet). Špejle s ovocem se začíná otáčet, protože je ovoce od magnetu odpuzováno “tajemnou” silou.  

Tajemná síla, která vůbec není tajemná

Nejlépe reagují potraviny, které obsahují větší množství vody. A je to právě voda, která vykazuje velice zajímavý druh magnetismu - diamagnetismus.

Diamagnetismus

 je zvláštní forma magnetismu, která se objevuje jen v přítomnosti vnějšího magnetického pole. Ve vnějším magnetickém poli dojde v látce k zeslabení magnetického pole. Látka je kromě toho magnetickým polem odpuzována a nikoliv přitahována - jak je tomu u jejích feromagnetických kolegyň.

Diamagnetické látky mají při pobytu vně magnetického pole nulový výsledný magnetický moment. Pokud se diamagnetická látka ocitne v magnetickém poli, reaguje změnou uspořádání elektronových obalů atomů. Tímto způsobem se vytváří v látce magnetické dipóly. Jejich magnetické pole působí proti vnějšímu magnetickému poli. V látce tak dochází k mírnému zeslabení vnějšího magnetického pole.

Diamagnetismus není rozhodně novinkou. Už v roce 1778 si podivného chování některých předmětů všiml holandský botanik a lékař Sebald Justinus Brugmans. Název dal jevu v roce 1845 Michael Faraday.

Na horním obrázku je vidět podobný pokus. Roli ovoce v něm ale hraje destička z uhlíku. Ta je také diamagnetická a z vnějšího magnetického pole (zde silné neodymové magnety) je odpuzována. Levituje pak nad magnetem, jako by ji držela neviditelná tajemná ruka.

Diamagnetismus se vyskytuje u většiny látek - je to ale daleko slabší jev, než jakým je feromagnetismus.

To je určitě dobře. Ovoce se tak sice nedá česat magnetem - ale také vám ho nemůže nikdo z talíře pomocí magnetu ukrást.