Ferrofluid with Corn Circles

Corn Circles in Ferrofluid

When ferrofluid is enclosed between two glass panels and magnets are above and below, the fluid forms a circle of dots. It looks a bit like corn circles.

How does this self organization work?
As the fluid flows to the location with highest magnetic flux, there must be a maximum of flux density in a certain distance from the axis.

To understand the effect, the magnetic flux is measured with two magnets placed on the table. They are placed in line with identical orientation and with a distance to each other. In the large model the directions of the flux lines can be measured with a compass.

Between the magnets the flux goes to the left. With the spacing between the magnets, flux lines are arching out. Along the centre line the flux decreases and passes zero. Further outside the flux is reversed and decreases in the distance. So it has a maximum in between. That is where the ferrofluid moves.

The dots are formed when magnetic material aligns in the direction of the flux, attracting other material in the direction of the flux and repelling other magnetised material sideways (see http://www.youtube.com/watch?v=sBsh7RbzNNI ).

For a demonstration the two magnets are placed with vertical axis above and below a basin with magnetic floaters. The floaters move to the highest flux region and organise in a circle with equal spacing. So the behaviour of the ferrofluid can be explained without corn circles.


Kornkreise in Ferrofluid

Wenn Ferrofluid zwischen zwei Glasscheiben eingeschlossen ist, mit einem Magneten oben und einem unten drunter dann formt sich die Flüssigkeit zu einem Kreis aus Punkten, der an Kornkreise erinnert.

Wie kommt es zu dieser Selbstorganisation?
Da die Flüssigkeit immer an die Stelle der höchsten Feldstärke fließt, muss es wohl ein Maximum in einer bestimmten Entfernung von der Achse geben.

Zur Beschreibung des Effekts wird das Feldlinienbild von zwei Magneten in dieser Konfiguration gemessen. Sie werden dazu in gleicher Richtung in einer Linie und mit einigem Abstand zueinander platziert. Bei dieser großen Anordnung kann das Feldlinienbild mit einem Kompass aufgenommen werden.

Zwischen den Magneten geht das Feld nach links. Durch den Abstand der Magnete fächern die Feldlinien in der Mitte aus. Auf der Symmetrielinie wird der Fluß nach außen geringer und überschreitet den Wert null. Weiter außen geht die Feldstärke in die andere Richtung und nimmt dann in der Entfernung wieder ab. Es gibt damit nach der Nullstelle auch einen Maximalwert. Zu dieser Stelle fließt das Ferrofluid.

Die Punkte bilden sich wenn sich magnetisiertes Material im Magnetfeld ausrichtet. Dabei wird magnetisiertes Material in Richtung der Magnetisierung angezogen und in der Richtung quer dazu abgestoßen ( siehe auch http://www.youtube.com/watch?v=sBsh7RbzNNI ).

Zur Demonstration werden die beiden Magnete mit vertikaler Achse über und unter einem Wasserbecken mit magnetisierten Schwimmern angeordnet. Die Schwimmer bewegen sich zum Bereich maximaler Feldstärke und ordnen sich dort mit gleichen Abständen zu einem Kreis an. So ist dann wohl die Selbstorganisation von Ferrofluid auch ohne Kornkreise zu erklären.

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Science & Technology

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[kakureru]

music makes it sound like magnet porn

[HumanStrategy]

corn circles? never heard of them....but i have heard of crop circles

maybe you meant corn crop circles or bean crop circles or wheat crop circles lulz

[fengatormx6]

A bit like electrons.

[jimbooboo]

Cool.

Is it doing this because the floaters want to maintain a link but if there is and obstruction they just go round? But maintain a weak link?

[Nullflux8ight]

Wow, wonderful vid. Thanks for the insights. I've got to give this a shot, I have all the necessary items. Have you tried spinning a bar magnet on the same horizotal plane as your water level and see your floater magnets spin in sink? I see magnetic fields more as building blocks that have various shapes. The spinning bar magnet becomes a cog that pushes the floater magnets' field.

Have fun great vid.

Nullflux8ight