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反磁性体の磁気浮上について

薄いグラファイトを永久磁石の上に浮かせることを考えています. グラファイトの磁化率について,磁場Bと平行なときの値をχp,磁場Bに垂直なときの値をχvとすると, χv<χp<0 であると思います. また,透磁率μ0の空間において,グラファイトの微小体積δVに蓄えられるエネルギーδuは, δu = -(χ・B^2・δV)/(2μ0)+(重力によるポテンシャル) であると思います. ここで,質問です. 「薄いグラファイトが,磁場に垂直になったときに安定状態となるのはなぜですか?」 エネルギーが小さいほど安定するという単純な考えでは,磁場に平行になったときに安定状態となる気がします.

みんなの回答

  • chie65535
  • ベストアンサー率43% (8514/19356)
回答No.1

「エネルギー的に安定する」と「重力と吊り合って安定する」は、まったく次元が違う話。 これ、物理の問題じゃなくて「国語」の問題。「安定する」って単語に惑わされちゃいけない。

marimmo-
質問者

補足

ありがとうございます. 重力に逆らって浮上する力は, -(χ・B^2・δV)/(2μ0) を偏微分することで求められると思います. 私が不思議に思っているのは, 「磁場と垂直(磁石に平行)になっている薄いグラファイトを少し傾けたとします. そのとき,薄いグラファイトは磁場と垂直な状態に戻ろうとする」 ということです. これは,ポテンシャルエネルギーが,グラファイト面と磁場が垂直なときに極小となっているからだと思うのですが,式で導出しようとするとわかりませでした. よろしければ,再度ご回答お願いします.

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