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  • Publié le : 20 mars 2010
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Magnétisme
Poste n°1 : Paramagnétisme. Diamagnétisme. Courants de Foucault

La mise en évidence des propriétés paramagnétique ou diamagnétique de certaines substances s'effectuera à l'aide de l’aimant permanent PASCO formé d’un alliage Néodyme-Fer possédant la densité d’énergie magnétique la plus élevée que l’on sache réaliser actuellement. - Observer l’alignement d'un tube d’aluminium dansles lignes de champ magnétique et montrer qu'un barreau de verre se met perpendiculairement à ces mêmes lignes de champ (voir compléments). Pourquoi le barreau d'aluminium est-il fendu ? Mettre en évidence le paramagnétisme de l'oxygène liquide (si matériel disponible). - Mettre en évidence les courants de Foucault avec le matériel à votre disposition. Poste n°2 : Mesure de la susceptibilitédiamagnétique de l'éthanol

Un tube en verre de petit diamètre, rempli d'éthanol, possède une extrémité graduée que l'on introduit dans l'entrefer d'un électro-aimant au niveau de la surface du liquide. Lorsque l'éthanol est soumis à un gradient de champ magnétique, la force résultante fait descendre le liquide dans le tube. La très faible valeur de la susceptibilité diamagnétique de l'éthanol expliquela petite variation du niveau (quelques dixièmes de mm), mesurable uniquement par une méthode optique impliquant un fort grandissement (×40 au moins). - Mesurer la faible variation du niveau d'éthanol dans le tube produite par le champ magnétique. Attention: en présence du champ magnétique les pièces polaires de l'électro-aimant se resserrent, veillez donc à choisir un écartement légèrement plusgrand pour éviter de casser le tube. Noter la valeur maximum du courant acceptable pour les bobines et vérifier de temps en temps, au toucher, une éventuelle surchauffe. - Mesurer la valeur du champ magnétique dans l'entrefer à l'aide du teslamètre. - En déduire la valeur de la susceptibilité magnétique de l'éthanol présent dans le tube. Précision. les tables donnent : χ éthanol = −9 ,1 .10 −6Poste n°3 : Polarisation rotatoire magnétique ou effet Faraday

Certaines substances deviennent optiquement actives lorsqu'elles sont soumises à un champ magnétique parallèle à la direction de propagation de la lumière : c'est l'effet Faraday. Un barreau cylindrique en verre Flint est susceptible de présenter cet effet magnéto-optique en présence d'un fort champ magnétique. Sous l'influence de cechamp, on constate une rotation de la direction de polarisation d'un faisceau lumineux traversant le barreau. L'angle de rotation θ est donné par la relation : θ = V B L avec L=30mm la longeur du barreau et V la constante de proportionalité de Verdet dépendant de la longueur d'onde du faisceau lumineux. - Placer le barreau dans l'entrefer d'un électro-aimant entre deux polariseurs croisés (à B=0) -Mesurer l'angle de rotation de la polarisation lorsque l'on applique le champ et mesurer à la suite le champ magnétique dans l'entrefer à l'aide du teslamètre. - En déduire la constante de Verdet de ce matériau. Précision.

Poste n°4 :

Observation des domaines de Weiss

Vous disposez d'un échantillon constitué d'une couche mince de grenat ferrimagnétique, possédant des domaines magnétiquesde "grandes dimensions" (quelques microns !). Pour des champs extérieurs appliqués inférieurs au champ de saturation, ce matériau devient polydomaines, chaque domaine étant séparé de son voisin par une paroi de Bloch. La visualisation de ces domaines est rendue possible grâce à la rotation de la polarisation que leur aimantation rémanente produit par effet Faraday sur un faisceau de lumièreblanche polarisée. L'analyseur (polariseur) placé derrière l'échantillon permet alors de faire apparaître un contraste entre les domaines dont l'aimantation est dirigée dans des sens opposés. On réalisera le montage suivant et on observera l'influence d'un barreau aimanté:

Lampe blanche

Polariseur

Grenat Microscope ferrimagnétique (sur lame )

Analyseur (⊥ Polariseur)

Caméra Flexcam...
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