¿Por qué el ferrofluido forma picos en presencia de un campo magnético?

Cerca del imán, el campo es muy fuerte y atrae las partículas de hierro hacia él.

Pero cada bit de hierro se convierte en un imán en el campo magnético. Entonces, de extremo a extremo, se atraen. Pero de lado a lado, se repelen. Cerca del imán, la atracción de campo del imán hacia ellos es más fuerte que su repulsión entre ellos.

Pero se apilan, y más lejos, la repulsión entre las partículas de hierro comienza a superar el campo del imán que las une. Además, la atracción de ellos de extremo a extremo los lleva a apilarse.

Entonces forman espigas.

Esta NO es una ilustración de líneas de campo magnético. Las líneas de campo no existen, son simplemente una representación gráfica de la dirección y la fuerza del campo.

Un ferrofluido muy líquido puede seguir un imán fácilmente y hacerte creer que los picos están siguiendo líneas de campo. Pero use un ferrofluido más rígido y menos líquido, y cuando mueve o gira el imán, las líneas no siguen sino que colapsan en el borde posterior y se reforman en el borde delantero del movimiento.

Tenga en cuenta en este video que los picos siguen el flujo de ferrofluido. Si realmente estuvieran siguiendo “líneas” de campo magnético, las espigas deberían estar formándose en su lugar y no moviéndose.

Un ferrofluido es solo un fluido con partículas suspendidas de material magnético (por ejemplo, hierro), recubierto con un surfactante para que las partículas en sí no puedan agregarse entre sí. El fluido en sí mismo puede ser solo agua ordinaria. Debido a que las partículas suspendidas pueden magnetizarse en presencia de un campo magnético local, ejercerán fuerzas sobre el fluido en el que están suspendidas. Por lo tanto, el fluido se comportará esencialmente como si fuera un líquido magnético, que por supuesto no lo es. – Es un líquido no magnético que lleva una suspensión de partículas magnéticas sólidas. No, no es un polímero magnético.

La respuesta corta es que los picos están siguiendo líneas de campo magnético. Son picos debido a las propiedades del fluido como la tensión superficial, la viscosidad, etc. Las fuerzas del campo magnético afectan el límite del fluido de manera muy similar a cómo las fuerzas de flotabilidad causan inestabilidad Kelvin-Helmholtz