石墨静态磁悬浮的探索 – 虽然没成功

之前介绍过有人用钕铁硼+铅笔芯可以实现静态的磁悬浮,因为石墨具有抗磁性。当时简单试了下没有成功,后来就没有再深究了,内心深处对这个实验一直持怀疑态度。直到前几天有一位叫做老薛的小朋友动手实验成功,有兴趣的同学可以去翻翻他的博客

这下老男孩坐不住了,老薛同学说了几点可能的原因:
1,把圆片形状的磁铁换为方块的,没有间隙可能漏磁较少;
2,磁铁不一定要大,小块的磁铁可能梯度更大
3,铅笔芯石墨含量越高越好

于是迅速淘了一小堆正方体小磁铁,兴致勃勃的准备见证奇迹,结果再次被打击了:
没有成功的静态磁悬浮

事实上,那根该死的铅笔芯不但没有浮起来,貌似还吸在了磁铁上。我把磁铁片翻过来,它居然还得意洋洋的挂在下面!

相比之下,老薛同学的实验照片如下:
老薛同学的结果

伤心之余,我查了下资料,在阿莫的论坛上找到了疑似答案。主要是国内的铅笔芯都是采用的石墨+粘土配方,而大部分粘土里都是含铁的。需要说明的是抗磁性一般都比磁性弱很多,所以不但不能悬浮,还会被吸住。
没办法,咱也不能因为这个就投诉国货,毕竟铅笔芯不是设计来玩悬浮的。

为啥老薛同学的笔芯可以呢?哈哈,因为他是在英国啊。说到这里,不得不对他们的实验室表示一下由衷的羡慕妒忌恨。他的导师居然和他一起玩磁悬浮,之前还在实验室里玩遥控飞机。唉,国内的导师们,已经被各种论文和指标压的喘不过气,你要是在实验室玩这个,非得被扔到楼下去不可 :D

下面是网上找来的图,可以看出磁铁大小和形状并不是关键原因,主要还是笔芯的问题:

最后,转一个国外某蛋疼到极致,同样也是敬业到极致的某同学的总结,试验了各个国家不同粗细和标号的铅笔芯的悬浮情况:
第一栏是笔芯粗细,国内一般只有0.5和0.7两种;第二栏是HB标号,B越大的越软,石墨含量越高(这次我还试了6B的铅笔芯,用小刀刮成片状,依然不成功);yes和no不解释;第四栏是产地。

其中来自德国的施德楼(Staedtler)铅笔标记了Very Good,这个牌子我一直很喜欢,可惜家里的都是圆珠笔。

Pentel Super Polymer,
0.35  HB YES Japan
0.35 B&2B YES Japan
0.5 B&2B YES Japan
0.5 HB YES Japan
0.5     F YES Japan
0.7  HB (1 box YES, 3 boxes NO) Japan
0.7 B YES Japan
0.9  2B YES 15/$1 at McGuckin, 2524 Arapahoe Ave., Boulder, CO
0.9 HB NO Japan
0.9 B NO Japan
Faber-Castell (1.4 B labeled Brazil)
http//www.faber-castell.de/
0.35   ? Germany
0.5 Super Polymer ? Germany
0.7  2B YES Germany
0.7   ? Germany
0.9   ? Germany
1.4  B,Super Polymer leads for their “E Motion Pencils” YES (very good) 6/$2.88 at Meninger 499 Broadway, Den, CO
2.0 B & 2B NO Germany
Staedtler (Marsmicro Polycarbon) Germany
http://www.staedtler.com
0.5   ? Germany
0.7   ? Germany
0.9 B & 2B YES (very good) No longer made.
0.9 HB YES (less than 2B & B) No longer made.
2.0 B & 2B NO Germany
Derwent
7.0 8B NO  
Stanford
0.5 HB YES Japan
0.9 HB (Sphere TM) NO Korea
Pilot (NEO-X)
0.7 HB YES Japan
MonAmi
0.7 HB NO Korea
School Time      
0.5 HB NO China
       

 

 



对 “石墨静态磁悬浮的探索 – 虽然没成功” 的 22 条 评论

  1. 老薛 说:

    动力哥的文章总是翔实生动,实为散文中科学水平最高,科学文章中文笔最优美者!

    我用的铅笔芯是日本产的Pentel Super Polymer,0.5mm,HB。最近要回国,我可以寄给你一些。只需要把你的邮寄地址发给我的信箱就好了。

    磁铁的大小和形状还是很有关系的,这篇文章中那些圆片形的磁铁能够浮起铅笔芯,估计是非常强的钕铁硼。如果换成方形的,对磁场要求就要小一些。那些圆片的大小估计也是小于1厘米。

    尺寸很小的石墨很难浮起来。所以你把6B的铅笔削出一小片来基本是浮不起的。就像我把自己的铅笔芯截断到小于磁铁大小(小于0.5 cm)后,就浮不起来一样。因为磁力取决于磁场在空间中的变化的快慢。石墨尺寸太小了,在那么小的空间里,磁场基本上还是均匀的。所以这里有一点”counter-intuitive”。石墨尺寸越大的反而越容易浮起来。

    但是一小片的石墨(比如你从6B铅笔切出来的,2~3 毫米大小)应该可以“立在”磁铁上。尤其是圆片形磁铁的边缘,那里磁场的梯度比较大。

    • 老薛 说:

      动力哥,我在上面写的话中倒数第二段有误。因为磁场梯度的大小与石墨的尺寸无关。虽然我描述的基本事实是正确的,铅笔芯越长越容易浮起来,但是道理我写的不正确。

      之所以小的石墨或铅笔芯无法漂浮在空中(顶多能够立起来),应该与磁场的结构和悬浮的稳定性有关,待我仔细想一想,如果有什么结果会放到博客上的。

    • 非常感谢老薛的详细解释!
      你说的已经很清晰了,石墨片尺寸太小的时候,只有局部(一端)会受到磁场梯度产生的斥力,所以只能一端立起来
      至于铅笔芯,先谢谢你了,我在淘宝上搜到了,先买来试试,希望不是假货 :)
      实在不行再麻烦你带一些,多谢多谢!

  2. Leen 说:

    请问这种磁铁哪里能买到

  3. ccen3020 说:

    http://www.360buy.com/product/277346.html

    京东倒是有卖,不过太贵了……

    • 哇塞,京东居然还卖这种东西,不过也够狠的,一卖就是12个,呵呵
      其实我只是需要一根而已,还是淘宝买吧,就是可能买到假货非常郁闷.
      多谢好心人提醒! :)

  4. seer 说:

    WoW, 居然找到了不含粘土配方的笔芯,求结果

  5. seer 说:

    嗯。。。我想想,带着强磁铁去超市看看有没有可用的。出门!

  6. seer 说:

    测试证明 晨光 真彩铅芯均失败。。。

  7. 老薛 说:

    动力哥,我花了一些不务正业的时间来研究不同长度的铅笔芯在磁铁表面的悬浮。一些结果发在了博客上。

    希望你的铅笔芯悬浮实验早日实现。

  8. nmfdckk4 说:

    這實在很有趣,看了您與老薛的文章,獲益良多!
    自己試做了一次,拍成視頻如下:
    http://youtu.be/XzuQlNojGmI

  9. lj 说:

    复制成功。要点:1.磁铁要用钕铁硼,磁性越强越容易成功 2.方块磁铁要小,最好是5X5X5MM,要摆两层增强磁感应强度。3.铅芯要用派通牌的,淘宝上有,国产的不行。4.注意磁极排列

  10. zhangguang 说:

    你好请加我QQ961587567

  11. zhangguang 说:

    我在研究的磁动机,你一定会感兴趣,请看我空间,我们俩聊聊

    • 你错了……我去看了一眼,又是研究永动机。看上去你已经花了不少钱,建议你收手吧。
      磁铁不会创造能量,也不能储存能量

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