居里溫度

居里溫度

目的

了解溫度對鐵磁性(ferromagnetic)物質磁性的影響。

 

實驗

實驗裝置:

鎳棒(stick of nickel)原本被磁鐵(magnet)吸住,但經加熱後,鎳棒會盪回垂直位置。

 

原理思考

為什麼鎳棒被加熱後會落下? 加熱帶給鎳棒的影響?

 

鐵磁性物質的溫度上升超過居里溫度時,會轉為順磁性。 鎳棒(%99.5 + %0.5 Co)為鐵磁性材料。一開始受到磁鐵吸引,吸附於磁鐵上。但經過酒精燈加熱後,達到鎳的居禮溫度時,熱能增加,粒子動能增加,破壞了鐵磁性,鎳棒變為順磁性。此時其磁力不足以吸附在磁鐵上,因此鎳棒擺回垂直位置,與磁鐵脫離。脫離後隨著鎳棒溫度下降至低於居禮溫度時,鎳棒又由順磁性變為鐵磁性,使得鎳棒又被磁鐵吸引上去,不斷循環。所以,在居里溫度以下,鎳是鐵磁性,超過居里溫度,鎳變成順磁性。本實驗就是利用這個原理,讓鎳棒重複吸附、脫離、吸附、脫離…的循環。

 

關於實驗

鎳棒要用鎳純度高的材料,我們曾用過70%的鎳合金,但鎳合金效果不佳。

鎳的居里溫度為631 K (358 °C),可用酒精燈加熱達到。

 

製作

高仕麒

 

指導老師

朱慶琪

 

撰稿

高仕麒、朱慶琪