Магнит и его свойства. Магнит и его удивительные свойства: все, что нужно знать о магнетизме

Ход исследования: поиск сведений о применении магнитов в интернете

О магнитах люди узнали давно и стали использовать его свойства в своих целях. Во всех отраслях жизни магнит – постоянный спутник.

1. Первым прибором, основанным на явлении магнетизма, стал компас. Он был изобретен в Китае, приблизительно между IV и VI веками.

2. Благодаря свойству магнитов воздействовать на расстоянии и через растворы, их используют в химических и медицинских лабораториях, где нужно перемешивать стерильные вещества в небольших количествах. Магниты используют под водой. Благодаря своей способности притягивать предметы под водой магниты используются при строительстве и ремонте подводных сооружений. С их помощью очень удобно закреплять и прокладывать кабель или держать под рукой инструмент.

3. Магниты используют в лечебных целях в виде пластырей, браслетов, амулетов, т.к. они оказывают мягкое обезболивающее действие, улучшают настроение, лечат заболевания костей, уменьшают возбудимость нервной системы и снимают стресс.

4.Широко распространён магнитный метод удаления металлических частиц из глаза.

5. Магниты окружают нас повсюду, так как все устройства, используемые нами в повседневной жизни, так или иначе, включают в себя магниты — мобильные телефоны, компьютеры, дверцы в шкафах, музыкальные центры, электрические двигатели, автомобили, дисплеи, компасы, игрушки, разнообразные датчики и приборы, научно-исследовательское оборудование и многие другие области.

Заключение

Наша гипотеза подтвердилась. Проведя наше исследование, мы выяснили, что магниты имеют много свойств:

1. Магниты обладают способностью притягивать предметы из железа или стали. На Дерево, пластмасс, бумага не реагируют на магнит.

2. Магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются, а с разными — притягиваются.

3. Магнитная сила может проходить через предметы и вещества.

4. Магниты притягивают даже на расстоянии. Чем больше магнит, тем больше сила притяжения и тем больше расстояние, на котором магнит оказывает свое воздействие.

5. Не все магниты одинаковы, разные магниты имеют разную силу, эта сила зависит от размера магнита.

6. Магнит может передавать свои свойства другим предметам, временно превращая их в магниты;

7. Магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются;

Нет области деятельности человека, где бы ни не применялись магниты.

В ходе нашего исследования мы узнали много интересного о магнитах:

В 2006 году Пьер Проске и его коллеги, сотрудники научной лаборатории Future Applications Lab в Швеции, изобрели уникальные магниты, которые оборудованы 16-символьными ЖК-дисплеями и имеют возможность взаимодействовать друг с другом, вися на холодильнике. Если повесить друг за другом два или более магнита, устройства сами проверят порядок слов и исправят грамматические ошибки, такой своеобразный редактор Word для холодильной дверцы.

Скоро в обиход войдут устройства нового поколения – магнитные гаджеты, которые, по сути, являются мини-компьютером на холодильной дверце. Гаджеты передают текстовые и голосовые сообщения, составляют список необходимых продуктов и даже подсчитывают энергетическую ценность еды.

Существует музей Гиннеса в Голливуде, в котором представлены более 7000 магнитов (часть коллекции Луизы Гринфарб).

Список литературы

1. Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006. – 260 с.
2. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей. Том 7 – Москва, 1994.
3. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика / Сост. А.А. Леонович; Под общ. ред. О.Г. Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ-ЛТД», 1998. – 480 с.

Изучение свойств магнита и его использование человеком

2. Цель работы:

3. Задачи:

4. Гипотеза:

5. Что такое магнит и магнитная сила

8. Всё ли притягивают магниты?

9. Все ли магниты имеют одинаковую силу?

10. Зависит ли сила притяжения от расстояния между телами?

11. Использование магнита

18. Выводы:

Свойства магнита и энергия магнитного поля

К такому предмету, как магнит, все давно привыкли. Мы не видим в нём ничего особенного. Ассоциируется у нас он обычно с уроками физики или демонстрацией в виде фокусов свойств магнита для дошкольников. И редко кто задумывается, сколько магнитов окружает нас в повседневной жизни. В любой квартире их десятки. Магнит присутствует в устройстве каждого динамика, магнитофона, электробритвы, часов. Даже банка с гвоздями является таковым.

А еще?

Мы — люди — не исключение. Благодаря протекающим в организме биотокам вокруг нас существует невидимый узор его силовых линий. Огромным магнитом является планета Земля. А еще более грандиозным — плазменный шар солнца. Непостижимые человеческому разуму размеры галактик и туманностей редко допускают мысль о том, что всё это — тоже магниты.

Современной науке требуется создание новых больших и сверхмощных магнитов, области применения которых связаны с термоядерным синтезом, генерированием электрической энергии, ускорением в синхротронах заряженных частиц, подъемом затонувших судов. Создать сверхсильное поле, используя магнитные свойства магнита — одна из задач современной физики.

Уточним понятия

Магнитным полем называется сила, действующая на обладающие зарядом тела, находящиеся в движении. Она «не работает» с неподвижными объектами (либо лишенными заряда) и служит одной из форм электромагнитного поля, которое существует как более общее понятие.

Если тела могут создавать вокруг себя магнитное поле и сами испытывать силу его воздействия, их называют магнитами. То есть данные предметы — намагничены (обладают соответствующим моментом).

Разные материалы неодинаково реагируют на внешнее поле. Ослабляющие его действие внутри себя именуются парамагнетиками, усиливающие — диамагнетиками. Отдельные материалы обладают свойством тысячекратно усиливать в себе внешнее магнитное поле. Это — ферромагнетики (кобальт, никель с железом, гадолиний, а также соединения и сплавы упомянутых металлов). Те из них, которые, попав под воздействие сильного внешнего поля, сами приобретают магнитные свойства, именуются магнитотвердыми. Другие, способные вести себя как магниты лишь под непосредственным воздействием поля и перестающие быть таковыми с его исчезновением, — магнитомягкими.

Чуть-чуть истории

Изучением свойств постоянных магнитов люди занимаются с очень и очень давних времен. Упоминается о них в трудах ученых Древней Греции ещё за 600 лет до нашей эры. Природные (естественного происхождения) магниты можно обнаружить в залежах магнитной руды. Наиболее известный из крупных естественных магнитов хранится в Тартуском университете. Весит он 13 килограммов, а груз, который может быть поднят при его помощи, — 40 кг.

Человечество научилось создавать искусственные магниты, используя различные ферромагнетики. Ценность порошковых (из кобальта, железа и т. п.) заключается в способности удерживать груз весом в 5000 раз более собственной массы. Искусственные экземпляры могут быть постоянными (полученными из магнитотвердых материалов) или электромагнитами, имеющими сердечник, материал которого — магнитомягкое железо. Поле напряжения в них возникает благодаря прохождению электрического тока по проводам обмотки, которой окружён сердечник.

Первая серьезная книга, содержащая попытки научного исследования свойств магнита, — труд лондонского врача Гильберта, вышедший в 1600 году. Данная работа содержит всю совокупность имеющихся на тот момент сведений, касающихся магнетизма и электричества, а также авторские эксперименты.

Любое из существующих явлений человек пытается приспособить к практической жизни. Разумеется, и магнит не стал исключением.

Как используют магниты

Какие свойства магнита человечество взяло на вооружение? Сфера применения его настолько широка, что мы имеем возможность лишь вкратце коснуться основных, самых известных устройств и областей применения данного замечательного предмета.

Компас является всем известным прибором для определения на местности направлений. Благодаря ему прокладывают пути воздушных и морских судов, наземного транспорта, цели пешеходного движения. Эти приборы могут быть магнитными (стрелочного типа), используемыми туристами и топографами, либо немагнитными (радио- и гидрокомпасы).

Первые компасы из природных магнитов были изготовлены в XI веке и использовались в навигации. Основано их действие на свободном повороте в горизонтальной плоскости длинной иглы из магнитного материала, уравновешенной на оси. Один её конец всегда обращен к югу, другой — к северу. Таким образом можно всегда точно узнать основные направления касательно сторон света.

Главные сферы

Области, где свойства магнита нашли основное применение — радио- и электротехника, приборостроение, автоматика и телемеханика. Из ферромагнитных материалов получают реле, магнитопроводы и т. п. В 1820 году было обнаружено свойство проводника с током воздействовать на стрелку магнита, принуждая ее к повороту. В это же время было сделано и другое открытие — пара параллельных проводников, сквозь которые проходит ток одного направления, обладают свойством взаимного притяжения.

Благодаря этому было сделано предположение о причине свойств магнита. Все подобные явления возникают в связи с токами, в том числе циркулирующими внутри магнитных материалов. Современные представления в науке полностью совпадают с данным предположением.

О двигателях и генераторах

На основе его создано множество разновидностей электродвигателей и электрогенераторов, то есть машин вращательного типа, принцип действия которых основан на преобразовании механической энергии в электрическую (речь идёт о генераторах) или же электрической в механическую (о двигателях). Любой генератор действует по принципу электромагнитной индукции, то есть ЭДС (электродвижущая сила) возникает в проводе, который движется в магнитном поле. Электродвигатель работает на основе явления возникновения силы в проводе с током, помещенном в поперечное поле.

Используя силу взаимодействия поля с током, который проходит через витки обмотки их подвижных частей, работают приборы, именуемые магнитоэлектрическими. В качестве нового мощного электродвигателя переменного тока, имеющего две обмотки, выступает индукционный счетчик электроэнергии. Расположенный между обмоток проводящий диск подвержен вращению крутящим моментом, сила которого пропорциональна потребляемой мощности.

А в быту?

Снабженные миниатюрной батарейкой электрические наручные часы знакомы всем. Устройство их благодаря использованию пары магнитов, пары катушек индуктивности и транзистора намного проще по числу имеющихся деталей, чем у механических часов.

Всё большее применение находят замки электромагнитного типа или такие цилиндровые замки, которые снабжены магнитными элементами. В них как ключ, так и замок оснащены кодовым набором. При попадании в скважину замка правильного ключа в нужное положение притягиваются внутренние элементы магнитного замка, что позволяет его открыть.

На действии магнитов основано устройство динамометров и гальванометра (высокочувствительного прибора, с помощью которого измеряют слабые токи). Свойства магнита нашли применение в производстве абразивов. Так именуют острые мелкие и очень твердые частицы, которые нужны для механической обработки (шлифовки, полирования, обдирки) самых разных предметов и материалов. При производстве их необходимый в составе смеси ферросилиций частично оседает на дно печей, частично внедряется в состав абразива. Для удаления его оттуда и требуются магниты.

Наука и связь

Благодаря магнитным свойствам веществ наука имеет возможность изучать структуру самых разных тел. Можно лишь упомянуть о магнитохимии или магнитной дефектоскопии (методе обнаружения дефектов путем исследования искажения магнитного поля в определенных зонах изделий).

Применяют их и в производстве техники сверхвысокого частотного диапазона, радиосистемах связи (военного назначения и на коммерческих линиях), при термообработке, как в домашних условиях, так и в пищевой промышленности продуктов (всем хорошо знакомы микроволновые печи). Практически невозможно в рамках одной статьи перечислить все те сложнейшие технические устройства и области применения, где используются в наши дни магнитные свойства веществ.

Сфера медицины

Не стала исключением и сфера диагностики и медицинской терапии. Благодаря генерирующим рентгеновское излучение электронным линейным ускорителям осуществляется опухолевая терапия, в циклотронах или синхротронах генерируются пучки протонов, имеющие преимущества перед рентгеновскими лучами в локальной направленности и повышенной эффективности при лечении опухолей глаз и мозга.

Что касается биологической науки, то еще до середины прошлого века жизненные функции организма никак не связывались с существованием магнитных полей. Научная литература изредка пополнялась единичными сообщениями о том или ином их медицинском эффекте. Но с шестидесятых годов лавиной потекли публикации о биологических свойствах магнита.

Раньше и сейчас

Впрочем, попытки лечить им людей предпринимались алхимиками еще в XVI веке. Зафиксировано много успешных попыток излечения зубной боли, нервных расстройств, бессонницы и множества неполадок внутренних органов. Думается, что в медицине свое применение магнит нашел ничуть не позже, чем в мореплавании.

Последние полвека широко используются магнитные браслеты, популярные среди больных с нарушенным давлением крови. Ученые серьезно поверили в способность магнита повышать сопротивляемость человеческого организма. С помощью электромагнитных приборов научились измерять скорость кровеносного потока, брать пробы или вводить нужные медикаменты из капсул.

Магнитом удаляют попавшие в глаз мелкие металлические частицы. На его действии основана работа электродатчиков (любому из нас знакома процедура снятия электрокардиограммы). В наше время сотрудничество физиков с биологами для изучения глубинных механизмов воздействия на человеческий организм магнитного поля становится все более тесным и необходимым.

Неодимовый магнит: свойства и применение

Неодимовые магниты считаются обладающими максимальным влиянием на человеческое здоровье. Состоят они из неодима, железа и бора. Химическая формула их — NdFeB. Главным преимуществом такого магнита считается сильное воздействие его поля при относительно небольшом размере. Так, вес магнита силой в 200 гаусс составляет около 1 гр. Для сравнения, равный ему по силе железный магнит имеет вес, больший примерно в 10 раз.

Другое несомненное достоинство упомянутых магнитов — хорошая устойчивость и способность к сохранности нужных качеств на протяжении сотен лет. В течение века магнит теряет свои свойства лишь на 1 %.

Как именно лечатся неодимовым магнитом

С его помощью улучшают кровообращение, стабилизируют давление, борются с мигренью.

Свойства неодимовых магнитов начали использовать для лечения порядка 2000 лет назад. Упоминания о таком виде терапии встречаются в манускриптах Древнего Китая. Лечили тогда прикладыванием намагниченных камней к человеческому телу.

Терапия существовала и в форме прикрепления их на теле. Легенда утверждает, что отличным здоровьем и неземной красотой Клеопатра обязана была постоянному ношению на голове магнитной повязки. В X веке персидскими учеными подробно описывалось благотворное влияние свойств неодимовых магнитов на человеческий организм в случае ликвидации воспалений и мышечных спазмов. По сохранившимся свидетельствам того времени можно судить о применении их для увеличения силы мышц, прочности костных тканей и снижения боли в суставах.

От всех недугов…

Доказательства эффективности такого воздействия были опубликованы в 1530 году знаменитым доктором из Швейцарии Парацельсом. В своих трудах врач описывал волшебные свойства магнита, могущего стимулировать силы организма и вызывать самоизлечение. Огромное множество болезней в те времена начали одолевать, используя магнит.

Широкое распространение получило самолечение при помощи данного средства в США в послевоенные годы (1861-1865), когда медикаментов категорически не хватало. Использовали его и как лекарство, и как обезболивающее.

Начиная с XX века лечебные свойства магнита получили научное обоснование. В 1976 году японским врачом Никагавой было введено понятие синдрома дефицита магнитного поля. Исследованиями установлены точные его симптомы. Заключаются они в слабости, утомляемости, пониженной работоспособности и нарушениях процесса сна. Также имеют место мигрени, суставные и позвоночные боли, неполадки с пищеварительной и сердечно-сосудистой системами в виде гипотонии или гипертонии. Касается синдром и области гинекологии, и кожных изменений. Применением магнитотерапии данные состояния довольно успешно удается нормализовать.

Наука не стоит на месте

Ученые продолжают экспериментировать с магнитными полями. Опыты проводятся как на животных и птицах, так и на бактериях. Условия ослабленного магнитного поля снижают успешность обменных процессов у подопытных птиц и мышей, бактерии резко прекращают размножаться. При длительном дефиците поля живые ткани подвергаются необратимым изменениям.

Именно для борьбы со всеми подобными явлениями и вызванными ими многочисленными негативными последствиями применяется магнитотерапия как таковая. Думается, что в настоящее время все полезные свойства магнитов еще не изучены в должной степени. Впереди у врачей множество интереснейших открытий и новых разработок.

Волшебные свойства магнита

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

МУНИЦИПАЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ « ОТДЕЛ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОРОДСКОГО ОКРУГА ГОРОД СТЕРЛИТАМАК»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Средняя общеобразовательная школа №26»

ВОЛШЕБНЫЕ СВОЙСТВА МАГНИТА

Научно-исследовательская работа

Феденёв Иван

ученик 4 класса б

МАОУ «СОШ №26»

Руководитель Тавабилова Лилия Ильгизовна

учитель начальных классов

МАОУ «СОШ №26»

Стерлитамак 2015-2016

СОДЕРЖАНИЕ

I.ВВЕДЕНИЕ……………………..……………………………………………………..2

Глава II…………………………………………………………………………………………3

II.1 История открытия………………..………………….………………..………..3

II. 2 Что такое магнит……………………………………………………………..4

II. 3 Использование магнита человеком…………………….………..….………5

II. 4 Польза или вред?………………………………………………………………………………..5

Глава III. Свойства магнита ……….……………………………………………….6

III. 1 Опыт №1 «Что притягивает магнит?»……….…………………..…..……6

III. 2. Опыт №2 «Сила магнита»……………………….………..………………..6

III. 3 Опыт №3 «Действие магнита в воде»………..……….……….……..…….7

III. 4 Опыт №4 «Препятствия для магнита»……………………………….……7

III. 5 Опыт №5 «Намагничивание»………………….…………….…………..…8

III. 6 Опыт №6 «Влияние магнита на рост растений»…………….………….…8

III. 7 Опыт №7 «Изготовление магнита в домашних условиях»…………..….8

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………..9

V. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………9

VI. ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………….…….I0

I. Введение

Я думаю, трудно найти человека, которого в детстве не поражали удивительные свойства магнита. На значительном расстоянии, прямо через пустоту магнит способен притягивать тяжелые куски железа.

Не менее удивительно поведение магнитной стрелки компаса, упорно стремящейся повернуться на север, как бы ни вращали компас, пытаясь сбить ее с толку.

Я заинтересовался, что же такое магнит, откуда о нем узнали и от чего зависит его сила. Я заметил, что магнит действует не на все предметы одинаково, а почему это происходит, не знала.

Мне стало интересно узнать, какие тайны хранит в себе магнит, какая сила притягивает предметы к магниту. Так же захотелось выяснить, как люди используют магниты в своей жизни.

Цель работы:выявить основные свойства магнита и определить его значимость в быту.

Задачи:

изучить литературу и узнать, что такое магнит;

экспериментальным путём выяснить, какие вещества притягивает магнит;

выявить область применения магнита; (Презентация. Слайд 2, с.12)

Я выдвинул следующие гипотезы:

— возможно, магнит это специальное вещество, которое изготавливают на заводе;

— скорее всего, магнит притягивает не все металлические предметы;

— возможно, сила магнита теряется при каком-либо препятствии;

— магнит не может принести вреда.

Объект исследования: магнит.

Предмет исследования: влияние магнита на окружающие предметы. (Презентация. Слайд 3, с.13)

Методы: анализ различных источников, эксперимент.

Практическая значимость: данную работу можно использовать на уроках окружающего мира и во внеклассной работе с целью развития кругозора у младших школьников.

Актуальностьвыбранной темы заключается в том, что полученную информацию я смогу использовать в домашних делах, в учёбе. Каждый из нас знает, что такое магнит, но практически никто не знает о том, что мы ежедневно пользуемся предметами, которые заставляет работать именно сила магнита.

Глава II.

II.1. История открытия

Необыкновенная способность магнитов притягивать к себе железные предметы или прилипать к железным поверхностям всегда вызывала удивление. С открытием магнита связано немало легенд.

Одна из них описана в книге Льва Толстого «Магнит», который воспроизводит легенду об открытии магнита так:

«В старину был пастух, звали его Магнис. Пропала у Магниса овца. Он пошел в горы её искать. Пришел на одно место, где одни голые камни. Он пошел по этим камням и чувствует, что сапоги на нём прилипают к этим камням. Он потрогал рукой — камни сухие и к рукам не липнут. Пошел опять — опять сапоги прилипают. Он сел, разулся, взял сапог в руки и стал трогать им камни. Тронет кожей и подошвой — не прилипают, а как тронет гвоздями, так прилипнет. Была у Магниса палка с железным наконечником. Он тронул камень деревом — не прилипает; тронул железом — прилипло так, что отрывать надо. Магнис рассмотрел камень, — видит, что он похож на железо, и принёс куски камня домой. С тех пор узнали этот камень и прозвали его магнитом» .

По другой легенде магнит открыли древние греки более двух тысяч лет тому назад и назвали его так в честь древнего турецкого города Магнесия (теперь это турецкий город Маниса), где этот минерал нашли .

«Официально» открытие магнетизма принадлежит греческому ученому Фалесу из Милета, который в V в. до н. э. впервые пытался объяснить невидимую силу магнитного железняка: «У магнита жизнь находится внутри, потому что она движет железо» .

Природные магниты не везде назывались магнитами. В разных странах их называли по-разному:

— китайцы называли его «чу-ши» — в переводе «любящий камень» за свойство притягивать, «любить» железо;

— греки – «геркулесов камень» — за его способность поднимать тяжести в несколько раз превышающие по массе массу магнита;

— немцы – «зигельштейн», что означает «печатный камень», т.к. в древности был обычай вырезать на природных магнитах различные магические фигуры и символы, а такие камни уже можно было использовать в качестве печаток;

— англичане и американцы – «лоудстоун» — в переводе «лоуд» означает «путь», то есть камень, указывающий путь .

Магнитом его называли вплоть до средних веков, затем появилось название магнитный железняк, а в 1845 году – современное название – магнетит .

Кусочки магнетита называют естественными (природными) магнитами

Магнетит – минерал, который является одной из составляющих железной руды, имеет металлический блеск, обычно образует красивые кристаллы, а также может встречаться в россыпях в окатанном виде.

Очень красивые кристаллы происходят из Швейцарии. Самые крупные месторождения находятся в Норвегии, России (Урал, Курская магнитная аномалия), США (горы Адирондак, Магнет-Коув и т.д.), на Украине (Криворожский бассейн). Добывается магнетит и в Германии, Румынии, ЮАР.

Со временем люди научились изготавливать магниты искусственным путем и сделали их более мощными, и тогда они стали незаменимым элементом в промышленном производстве.

Искусственные магниты могут быть сделаны в любых вообразимых формах: в виде диска, кольца, цилиндра, сегмента, параллелепипеда, т. е. любой разумной геометрической фигуры .

Для производства магнитов используются технологии прессования и спекания различных магнитных порошков и сплавов в специально разработанных пресс-формах. (Презентация. Слайд 4, с.14)

II.2 Что такое магнит

Магни́т — тело, обладающее собственным магнитным полем. Если говорить упрощенно, то магнит — это тело, которое умеет притягивать железо. Или: магнит — это объект, сделанный из определенного материала, который создаетмагнитное поле.

Каждый магнит имеет, по крайней мере, один » северный » (N) и один » южный » (S) полюс. Если вы возьмете кусок магнита и разломите его на два кусочка, каждый кусочек опять будет иметь «северный» и «южный» полюс. Если вы вновь разломите получившийся кусочек на две части, каждая часть опять будет иметь «северный» и «южный» полюс. Неважно, как малы будут образовавшиеся кусочки магнитов – каждый кусочек всегда будет иметь «северный» и «южный» полюс.

Существуют три основных вида магнитов:

постоянные (природные) магниты;

временные магниты;

электромагниты.

Природные магниты, называемые магнитной рудой, образуются, когда руда, содержащая железо или окиси железа, охлаждается и намагничивается за счет земного магнетизма. Постоянные магниты обладают магнитным полем при отсутствии электрического тока, так как их домены постоянно ориентированы в одном направлении.

Временные магниты — это магниты, которые действуют как постоянные магниты только тогда, когда находятся в сильном магнитном поле, и теряют свой магнетизм, когда магнитное поле исчезает. В качестве примера можно привести скрепки и гвозди, а также другие изделия из «мягкого» железа.

Электромагниты представляют собой металлический сердечник с индукционной катушкой, по которой проходит электрический ток. (Презентация. Слайд 5,6, с.15,16)

II. 3 Использование магнита человеком

Магниты окружают нас постоянно. Я заметил, что магнитная сила используется и дома, и в школе: с помощью магнитов мы крепим записки на холодильник дома, а в школе прикрепляют плакаты к доске; магнитные крепления есть на дверцах шкафов, сумках. Из различных источников я узнала, что свойство магнита используется при изготовлении следующих предметов: видеокассет, пластиковых банковских карт, телевизоров и мониторов с электронно-лучевой трубкой, микрофонов, электродвигателей, компасов, магнитных застежек и держателей, фиксаторов для дверей, поезда на магнитной подушке и многого другого. Раньше использовали только естественные магниты – кусочки магнетита, сейчас большинство магнитов – искусственные. А самые сильные их них – электромагниты, которые используют на предприятиях. (Презентация. Слайд 7, с.17)

II. 4 Польза или вред?

Медицина уже давно доказала, что влияние магнитного поля на организм человека существует. Его воздействие даже применяют при диагностике и лечении людей. Так же я узнал, что магнит может принести не только пользу, но и вред. Например, размагнитить пленку видеокассеты или, исказить изображение на телевизоре. Оказывается, и для человека тоже вреден очень сильный магнит, поскольку и у человека, и у животных в крови есть железо, на которое магнит действует, хотя этого и не чувствуется.Магнитные конструкторы могут представлять опасность для здоровья и даже жизни ребенка.

Это связано с тем, что магнитные конструкторы состоят из набора магнитных деталей небольшого размера. Ребенок, играя, может нечаянно проглотить мелкий элемент. Попадая в желудочно-кишечный тракт, магниты не выходят естественным образом, а, сцепившись друг с другом, приводят к серьезным травмам внутренних органов и даже летальным исходам. (Презентация. Слайд 8, с.18)

III. Практическая часть

Свойства магнита

После того, как я получил столько информации о магните, мне необходимо было проверить мои предположения, и я приступил к опытам.

III. 1Опыт №1 «Что притягивает магнит?»

Цель: выяснить, какие металлы притягивает магнит.

Все мы знаем, что магнит не притягивает предметы из дерева, бумаги, стекла. Но оказывается не все металлические предметы притягиваются магнитом. Я проверил металлические предметы из стали, железа и некоторых сплавов металлов и предметы из цветных металлов: золотые, серебряные, медные, алюминиевые.

Вывод: притягиваются предметы из стали, железа и не притягиваются предметы из цветных металлов. (Презентация. Слайд 9, с.19)

III. 2Опыт №2 «Сила магнита»

Цель: определить с какого расстояния начинается действие магнитного поля, как много предметов может удерживать магнит.

Я выяснил, что магнит обладает магнитным полем, которое действует на предмет с определенного расстояния. Чтобы выявить силу магнита я взял три магнита и использовал два способа сравнения их силы:

1. По расстоянию, с которого начинает притягиваться предмет к магниту. Я сравнил между магнитом и тем местом, где находится притянутый им шарик. Получились следующие результаты:

Магнит

Расстояние

Маленький круглый магнит

1 см

Большой круглый магнит

3 см

Большой магнит-подкова

4 см

Сильнее тот магнит, который притянул стальной предмет, на большем расстоянии. Это оказался магнит-подкова.

2. По количеству одинаковых предметов, которые смогут удерживать магниты. Я взял одинаковое количество скрепок, рассыпала их по столу и постаралась собрать их разными магнитами. Сильнее тот магнит, который удерживает у своего полюса цепочку с большим количеством стальных скрепок.

Оказалось, что магнит-подкова скрепок притянул больше чем остальные магниты.

Вывод: большой магнит-подкова имеет более сильное магнитное поле, чем круглые магниты. (Презентация. Слайд 10, с.20)

III. 3Опыт №3 «Действие магнита в воде»

Цель: выяснить, является ли вода препятствием для магнита.

Я налил в чашку воды и опустила на дно монеты. Затем, взял магнит и постарался достать монеты, не замочив рук. Монеты притянулись к магниту.

Вывод: вода не мешает действию магнита.(Презентация. Слайд 11, с.21)

III.4Опыт №4 «Препятствия для магнита»

Цель: выяснить, действует ли магнитное поле через препятствия.

Для проведения опыта я взял лист бумаги, картон, клеенку, книгу, металлические шарики и магнит. Шарики и магнит положил на расстоянии друг от друга, между ними поставил лист бумаги. Постарался притянуть шарики к магниту через препятствие (лист бумаги). Шарики притянулись. Тот же эксперимент я повторил со всеми остальными предметами. Оказалось, что сквозь картон и клеенку сила магнита действует (они достаточно тонкие). Сквозь книгу магнит действует слабее, но все-таки шарики он притянул.

Вывод: через небольшие препятствие магнитное поле на предметы действует.(Презентация. Слайд 12, с.22)

III. 5Опыт №5 «Намагничивание»

Цель: выяснить, может ли магнит передавать свои свойства металлу, с которым находится во взаимодействии.

Я взял магнит, металлические шарики и скрепки. К магниту закрепил скрепку. К первой скрепке поднесл вторую, она притянулась. Ко второй скрепке притянулась третья и т.д.. Таким образом, выстроилась цепочка из скрепок. Такой же эксперимент я проделал с металлическими шариками. Результат повторился.

Вывод: магнит может передавать свои свойства металлу, с которым находится во взаимодействии. Скрепки и шарики держались друг за друга за счет намагничивания. Количество предметов зависит только от силы магнита. (Презентация. Слайд 13, с.23)

III. 6 Опыт №6 «Магнитное поле»

Цель: увидеть направление магнитных силовых линий.

Пространство вокруг магнита, где действуют магнитные силы, называют магнитным полем.

К сожалению, мы магнитное поле не ощущаем и не видим. И все-таки мы можем сделать его видимым, приложив некоторые старания. Лучше всего сделать это с помощью мелких железных опилок. Для этого необходимо насыпать железные опилки тонким ровным слоем на лист плотной бумаги, например, картона. Затем, подвести под картон обыкновенный магнит и постучать слегка по месту пальцем. Магнитные силы свободно проходят сквозь картон. Смотрите, какие картинки получились!

В результате можно увидеть, что большая часть опилок собралась по концам магнита, которые называются полюсами, а меньшая расположилась вдоль всего магнита.

Металлические опилки располагаются вокруг магнита по линиям, которые показывают нам зону активности магнита. Эта зона и называетсямагнитным полем. (Презентация. Слайд 14, с.24)

III. 7 Опыт №7 Изготовление магнита в домашних условиях

Магнит можно изготовить с помощью электричества. Я взял батарейку от карманного фонарика и металлический стержень, на который равномерно намотала медную изолированную проволоку толщиной 0,3 мм. Присоединив концы проволоки к батарейке от карманного фонаря и пустив тем самым электрический ток по проволоке, я намагнитила гвоздь. После этого поднесла свой магнит к скрепке. Скрепка притянулась к моему магниту! (Презентация. Слайд 15, с.25)

IV. Заключение

Первая гипотеза о том, что магнит изготавливают на заводе, подтвердилась частично. В основном его добывают из земных недр. Так же, его делают из металла способом намагничивания с помощью электричества.

Гипотеза о том, что магнит не приносит вреда, не подтвердилась, поэтому с магнитом нужно обращаться осторожно. Остальные гипотезы подтвердились.

Магнит притягивает предметы, сделанные из железа и стали и не притягивает такие металлы, как золото, серебро, латунь, алюминий. Обладает способностью притягивать предметы даже через небольшие преграды.

Магнит имеет полюса, магнитное поле и способен намагничивать предметы.

Свойство магнетизма широко применяется в быту и оказывает благотворное влияние на развитие растений.

Я проделал большую, но увлекательную работу и узнал много нового и интересного. Но загадки магнита разгаданы мною не полностью. Появилось много новых вопросов, на которые мне хочется найти ответы. В дальнейшем я хотел бы узнать, как магнит воздействует на живой организм. Свойство магнита притягивать некоторые предметы и в наши дни не потеряло своей чарующей таинственности. Почему магнит притягивает? – этот вопрос всегда будет внушать необъяснимое волнение перед прекрасной таинственностью природы, и рождать жажду новых знаний и новых открытий. (Презентация. Слайд 16, с.26)

V. Список используемой литературыи Интернет-источников

Детская энциклопедия «1001 вопрос и ответ». Москва ОНИКС 21 век 2001.

www.solnet.ee/cgi-bin/ring/ri..

www.vikipedia.ru

www.maam.ru

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/225924-volshebnye-svojstva-magnita

Создан жидкий магнит. Его магнетические свойства не пропадают за пределами внешнего магнитного поля, и он способен менять свою форму — Наука

В первом приближении магниты бывают двух типов. Это либо ферромагнетики — наиболее распространенные в быту магниты, — либо парамагнетики, которые приобретают магнитные свойства в присутствии внешнего магнитного поля, но теряют это свойство, как только это поле пропадает. Как правило, ферромагнетики — это твердые вещества, поскольку для взаимодействия атомов, необходимого для магнетизма, дистанция между ними должна быть достаточно мала, что характерно для вещества в твердой фазе.

Для того чтобы создать свой жидкий магнит, ученым потребовались раствор ферромагнитных наночастиц с диаметром 22 нанометра (Fe₃O₄-CO₂H) и масляно-полимерная смесь POSS-NH₂. POSS-NH₂ , будучи поверхностно-активным веществом, электростатически взаимодействовал с наночастицами на границе раздела фаз. В результате наночастицы сближались на расстояние менее 5 нанометров друг от друга и образовали твердую оболочку на границе между двумя жидкостями. Это явление ученые назвали «межфазным заклиниванием». 

Чтобы намагнитить получившиеся капли в «наноскорлупе», ученые поместили их на магнитную катушку. После снятия магнитной катушки обрамленные наночастицами капли начали притягиваться, удерживая определенное расстояние друг от друга. Если взвесь помещали в более сильное магнитное поле, то капли перенамагничивались, подстраиваясь под новое поле.

Для получения капель с «заклиниванием» доля наночастиц должна была  варьироваться от 7% до 20%. Чрезмерное увеличение концентрации наночастиц во взвеси увеличивало покрытие поверхности всей взвеси поверхностно-активными веществами, и «заклинивания» не происходило, равно как и при их слишком малом объеме в капле.

Berkeley National Lab/Xubo Liu

Отличительной особенностью полученного учеными магнита является способность менять форму и на какое-то время ее сохранять. Когда магнитную каплю диаметром 1,4 мм поместили в стеклянный капилляр диаметром 1 мм, а затем встряхнули, она превратилась в цилиндр с соотношением сторон 3:1, а площадь ее поверхности увеличилась в 2,5 раза, что позволило «заклиниться» еще большему числу наночастиц. Намагниченность этот цилиндр сохранил, хоть его вращение при тестах было медленнее капли, ввиду увеличения вязкого сопротивления на концах цилиндра.

Ученые предвидят самое разнообразное применение своему изобретению: от робототехники до систем целевой доставки лекарств.

Текст подготовила участница мастерской научной журналистики летней школы «Летняя школа». 

 Ксения Жарская

Учение о магнитах и ​​магнетизме

Задание 1. Какие объекты притягиваются к магниту — I?

Материалы, необходимые в Группу:

Бар Магнит

11.

2. Используйте барный магнит для тестирования каждого из объектов в сумке A. Поместите чек в таблицу выше, чтобы показать, притягивается ли объект к магниту или нет.

Задание 1: Какие объекты притягиваются к магниту — I? ( Заметки учителя)

ИДЕЯ:

Предметы, которые притягиваются к магниту, сделаны из металла.

ПРОЦЕССНЫЕ НАВЫКИ:

Наблюдение

Классификация

Выводы

БИОГРАФИЯ СТУДЕНТА:

не требуется Если нет, то можно намагнитить их намагничивателем. (См. Sargent-Welch WLS44385 High-Strength Magnetizer или Google, «Как намагнитить отвертку».)

Пакет с маркировкой «A» с различными предметами (например):

COTTER PIN

•

4

резиновая шапка

0

Virt Eye

Пункты, перечисленные выше, являются только рекомендациями.Можно использовать любые доступные объекты.

Однако убедитесь, что все металлические предметы, включенные для тестирования, притягиваются к магниту.

Также, если возможно, убедитесь, что все используемые «серебряные» предметы притягиваются к магниту.

Не забудьте включить некоторые неметаллические предметы.

СОВЕТЫ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА:

Не разговаривайте с учащимися во время выполнения задания. Лучше всего позволить им провести собственные тесты и сделать собственные выводы.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

3. Все предметы, которые притягиваются к магниту, сделаны из — металла или содержат его.

4. Ожидается, что учащиеся могут сделать (ошибочный) вывод из этого упражнения, что все металлы притягиваются к магниту; однако некоторые опытные студенты могут знать иное. Упражнение 2 направлено на устранение этого заблуждения .

ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ОТМЕЧАТЬ В ОБСУЖДЕНИИ ИТОГОВ:

Позвольте учащимся поделиться своими выводами, но в остальном ограничьте последующее обсуждение.Крайне важно немедленно выполнить это задание с помощью Задания 2 , которое показывает, что только некоторые металлы притягиваются к магниту.

ВОЗМОЖНЫЕ ДОПОЛНЕНИЯ:

В качестве дополнительного задания учащиеся должны выполнить Задание 2: Какие объекты притягиваются к магниту — II?

Вы можете попросить учащихся найти в классе несколько дополнительных предметов. Предскажите, а затем классифицируйте их как привлекаемых или не привлекаемых.

Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________

Мероприятие 2.Какие объекты притягиваются к магниту — II?

Материалы, необходимые для группы:

бар Магнит

11.

2. Используйте барный магнит для тестирования каждого из объектов в сумке B.Поставьте галочку, чтобы показать, притягивается объект к магниту или нет.

Задание 2: Какие объекты притягиваются к магниту — II? ( Заметки учителя )

ИДЕЯ:

Предметы, которые притягиваются к магниту, сделаны из ферромагнитного металла.

ПРОЦЕССНЫЕ НАВЫКИ:

Наблюдение

Классификация

Выводы

ПРЕДПОСЫЛКИ УЧАЩИХСЯ:

Перед выполнением этого задания учащиеся должны выполнить задание 1.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Убедитесь, что стержневые магниты намагничены. Если нет, то можно намагнитить их намагничивателем. (См. Sargent-Welch WLS44385 High-Strength Magnetizer или Google, «Как намагнитить отвертку».)

медной трубки

DIME CONIME

Nickel Metal

Перечисленные выше элементы являются лишь рекомендациями.Можно использовать любые доступные объекты. Однако убедитесь, что все объекты, включенные для тестирования, являются металлическими и что включены некоторые ферромагнитные материалы, такие как железо, кобальт и никель. Убедитесь, что , а не включают в себя любые неметаллические предметы. ПРИМЕЧАНИЕ: Если включены предметы из никеля или кобальта, убедитесь, что они притягиваются к магниту, который используют ваши ученики. Некоторые магниты недостаточно сильны, чтобы притягивать предметы из никеля и кобальта. Если возможно, используйте неодимовый магнит.

СОВЕТЫ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА:

Не разговаривайте с учащимися во время выполнения задания.Лучше всего позволить им провести собственные тесты и сделать собственные выводы.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

3. Все объекты, которые притягиваются к магниту, сделаны из ферромагнитных металлов или содержат их .

4. Ожидается, что все учащиеся сделают (правильный) вывод из этого упражнения, что только определенные металлы притягиваются к магниту; некоторые опытные студенты, возможно, знали об этом .

5. Если магнитное поле сильное, учащийся может заметить, что купюра притягивается магнитным полем.Из этого учащийся может сделать вывод, что купюра имеет некоторый магнитный компонент. Это чернила .

ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ОТМЕЧАТЬ В ОБСУЖДЕНИИ ИТОГОВ:

Позвольте учащимся поделиться своими выводами, но в остальном ограничьте последующее обсуждение. Поделитесь с учащимися названиями материалов, обладающих магнитными свойствами. Это отличается от магнитов. Обсудите тот факт, что только ферромагнитных материалов (материалы, содержащие железо, кобальт, никель и некоторые редкоземельные элементы) обладают магнитным притяжением.Большинство металлов (алюминий, медь, золото, свинец, серебро, цинк и т. д.) НЕ притягиваются к магниту. Приставка «ферро» происходит от латинского слова «железо». Таким образом, ферромагнитный материал — это материал, обладающий магнитными свойствами, как и железо. Железо является наиболее часто встречающимся магнитным элементом из-за его распространенности и наличия пяти неспаренных электронов на d-орбиталях атома железа. Если ваши ученики изучали химию в средней школе, это может их заинтересовать. В противном случае его не нужно поднимать. Вы можете указать, что материалы, которые притягиваются к магниту (ферромагнитные материалы ), сами могут быть превращены в магнит (т.д., быть намагниченным).

ПРИМЕЧАНИЕ. Является ли нержавеющая сталь магнитной?

Существует несколько семейств нержавеющих сталей с различными физическими свойствами. Некоторые виды нержавеющей стали обладают магнитными свойствами. Эта форма сплавляется за счет добавления хрома и может быть закалена за счет добавления углерода и часто используется в столовых приборах. Однако наиболее распространенные сплавы нержавеющей стали содержат никель, а также более высокое содержание хрома. Именно никель изменяет физическую структуру стали и делает ее немагнитной.Таким образом, ответ зависит от того, магнитные свойства нержавеющей стали очень зависят от элементов, добавленных в сплав, и, в частности, добавление никеля может изменить структуру с магнитной на немагнитную. Нержавеющая сталь типа 304 является аустенитной. Он содержит не менее 18% хрома и 8% никеля в сочетании с максимальным содержанием углерода 0,08%. Он определяется как хромоникелевый аустенитный сплав.

Мартенситная нержавеющая сталь содержит хром (12–14 %), молибден (0,2–1 %), никель (менее 2 %) и углерод (около 0,5 %).1-1%). Этот состав увеличивает твердость, но делает материал немного более хрупким. Он закаленный и магнитный.

Немагнитный нержавеющий сплав можно превратить в магнитный путем его резания. Срезанные края имеют измененную кристаллическую структуру, которая делает их магнитными.

Изменение магнитного отклика связано с деформацией атомной решетки и образованием мартенсита.

ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:

Вы можете попросить учащихся найти несколько дополнительных предметов в классе и предсказать, будут ли они притягиваться к магниту или нет.

Интересно проверить бумажные деньги. Бумажные деньги США печатаются магнитными чернилами. Это помогает механическим устройствам обмена банкнот обнаруживать поддельные купюры, а узоры магнитных чернил используются для обозначения банкноты номиналом 1 доллар, 5 долларов, 10 долларов и т. д. Поскольку фотокопировальные машины не печатают магнитными чернилами, это мешает людям «зарабатывать деньги» с помощью обычный копировальный аппарат.

Композиция канадских никелей

Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________

Задание 3. Как можно сравнить силу магнитов?

Необходимые материалы на группу:

бар магнит

•

Строка (E.г., воздушный змей)

Как вы думаете, это хороший научный способ проверить силу магнитов? Почему или почему нет.

Проранжируйте свои магниты от самого слабого до самого сильного.

Задание 3: Как можно сравнить силу магнитов? ( Заметки учителя)

ИДЕЯ:

Магниты бывают разных форм, размеров и прочности.

ПРОЦЕССНЫЕ НАВЫКИ:

Наблюдение

Экспериментирование

Вывод

Измерение

Гипотеза

Проектирование

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Предоставьте для сравнения различные размеры и формы магнитов.

СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:

В ходе этого задания учащиеся ищут надежный метод измерения силы двух разных магнитов. Постарайтесь укрепить концепцию поиска последовательного метода измерения. Единицы могут включать скрепки, строки страницы и другие. Единицей магнитной силы в СИ является тесла, но ее лучше оставить на потом. Дайте учащимся время поделиться многообещающими идеями и поощряйте положительную оценку.

Неодимовые магниты очень сильные; вы должны предостеречь студентов, чтобы они не держали пальцы и так далее между двумя магнитами.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

Часть 4: Количество строк.

7. Маловероятно, что разные группы получат одинаковые результаты, потому что внешне похожие магниты могут иметь разную силу и разные точки крепления .

8. Прочность та же .— Прочность не меняется даже при изменении единицы измерения. Количество клипов и расстояние могут быть меньше, но результат связи должен быть таким же .

10. Если страница копируется, неодимовая сфера останавливается на линии печати. Это связано с тем, что в большинстве чернил для фотокопий содержится некоторое количество железа. Следите за печатью на обороте страницы .

• Метод 1: Подсчитайте количество скрепок, которые магнит может поднять из кучи скрепок.

• Метод 2: Сделайте цепочку из скрепок, подвесив их к полюсам магнита. Подсчитайте количество скрепок в цепочке.

• Метод 3: Измерьте минимальное расстояние, на которое магнит может притянуть скрепку, лежащую на листе миллиметровой бумаги.

• Метод 4: Измерьте частоту стрелки компаса для магнитов, находящихся на одинаковом расстоянии от компаса. Большая частота означает более сильный магнит.

• Способ 5 ¹ : Сбалансируйте полотно ножовки, как показано на рис. 2. Поскольку полотно ножовки стальное, оно будет притягиваться к магниту. Прикрепите магнит к концу лезвия и посмотрите, как далеко можно потянуть магнит, прежде чем он освободит лезвие. См. ПРИМЕЧАНИЕ на следующей странице для схемы прибора и предложения по калибровке шкалы в ньютонах.

• Способ 6: Подвесьте датчик силы на опорной штанге. Подвесьте скрепку на веревке, прикрепленной к крючку датчика. Обнулите датчик. Проверьте каждый магнит, позволяя ему притягивать скрепку, а затем медленно раздвигайте их, записывая зависимость силы от времени. Показывая каждый набор данных или запуск на графике, вы можете сравнить силу магнитов.

ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОТМЕЧАТЬ ПРИ ИТОГОВОМ ОБСУЖДЕНИИ:

ПРИМЕЧАНИЕ:

Шкала баланса может быть откалибрована в ньютонах путем подвешивания гирь известного значения к концу полотна ножовки. Запишите измеренные значения на миллиметровой бумаге.

Этот вид деятельности включает в себя «Инженерное проектирование.Ожидается, что учащийся разработает метод сравнения силы магнитов.

Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________

Задание 4: Где магнит сильнее всего?

Материалы, необходимые в Группе:

•0 бар Магнит • • № 1 Размер Маленькие стальные скрепки (1-3 / 8 дюймов) • Подковообразный магнит • Малый неодимовый магнит 1.Поднесите каждый из магнитов к стопке скрепок. Что происходит? 2. Попробуйте разные места на магнитах. Где магнит собирает больше всего скрепок? Где же магнит сильнее всего? 3. Закрепите цепочку из нескольких скрепок в разных точках на магнитах. Найдите, где на магните можно подвесить больше всего скрепок. Продолжайте отходить от концов, пока не будет достигнута точка, в которой нет притяжения. На картинке ниже запишите количество скрепок, которые можно удерживать в каждом месте, натянув соответствующее количество скрепок. 4. Поставьте крестик на изображении магнитов, указав места, где магнит сильнее всего. 5. Места, где магнит наиболее силен, называются полюсами. Каждый магнит имеет как минимум два полюса. Сколько крестиков вы поставили на каждый магнит? 6. Есть ли на магните места, куда не притягиваются скрепки? __________ Где?7. Если есть время, поэкспериментируйте с одной из других форм магнита, чтобы определить, где расположены его полюса. Сообщите о своих выводах. Занятие 4: Где магнит сильнее всего? 1 (Примечания учителя) ИДЕЯ: Места, в которых магнит наиболее силен, называются полюсами.Каждый магнит имеет по крайней мере два магнитных полюса. ДАННЫЕ СТУДЕНТА: Не требуется. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА: За исключением распространения лабораторных материалов, никакой специальной предварительной подготовки не требуется. СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ: Убедитесь, что учащиеся определяют максимальное количество скрепок, которые можно подвесить к любой точке магнита. Обязательно используйте стальные скрепки, а не пластиковые. ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ: 2. Как стержневой магнит, так и подковообразный магнит имеют наибольшую силу на концах . 3. На рисунках учащихся должно быть изображено наибольшее количество скрепок, подвешенных к концам. Скрепки не должны свисать с середины любого магнита . 4. Учащиеся должны нарисовать X на каждом конце стержневого магнита и подковообразного магнита. Эти крестики показывают расположение полюсов магнита . 6. Скрепки не притягиваются к середине магнита . 7. Полюса находятся на плоских сторонах дисковых магнитов . ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОТМЕЧАТЬ В ОБСУЖДЕНИИ ОБСУЖДЕНИЯ: 1. В одних местах магнит сильнее, чем в других. 2. Места, где магнит наиболее силен, называются полюсами. 3. Каждый магнит имеет как минимум два полюса. 4. Полюса стержневого магнита и подковообразного магнита расположены на концах магнита. 5. Точка на полпути между полюсами магнита не притягивает скрепки. ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ: Всегда ли полюса расположены на концах магнита? Попробуйте поэкспериментировать с магнитами в форме диска, пончика или цилиндра, чтобы определить, где расположены полюса. Кроме того, попробуйте кусок магнитной зачистки (похожий на тот, который часто используется для магнитов холодильника).Попробуйте найти полюса магнитного шарика. Они будут похожи на магнитные полюса Земли. Большинство магнитов имеют разные северный и южный полюса; однако плоские магниты на холодильник изготавливаются с чередующимися северным и южным полюсами на одной поверхности. Вы можете проверить это, сдвинув два магнита холодильника мимо друг друга так, чтобы намагниченные стороны были обращены друг к другу. Магниты будут попеременно отталкиваться и притягиваться при перемещении на несколько миллиметров. Такое расположение отвечает за то, что передняя часть магнита (сторона с изображением) почти немагнитна.Такое расположение называется массивом Хальбаха. Подвесьте стержневой магнит, как показано выше, и спросите учащихся: •. Почему в некоторых местах больше скрепок? ( Ответ: Магнит сильнее на полюсах. ) •. Почему средние скрепки наклонены друг к другу? ( Ответ: Концы средних скрепок имеют противоположные полюса и, таким образом, притягиваются друг к другу. Горячее приклеивание небольшого прозрачного компаса 2 на конец штифта дает хороший магнитный зонд. 3 Медленное перемещение магнитного щупа при приближении к стержневому или подковообразному магниту позволит учащимся найти самую сильную часть магнита. Стрелка компаса указывает на магнитный полюс, который является самой сильной частью магнита. Этот зонд компаса также позволит вам определить положение северного или южного полюса на немаркированном магните. Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________ Задание 5. Где север? Материалы, необходимые материалы: 2 бар магнитов 2 бар магнитов 0 Большой PaperClip (Jumbo) Направленные Компас Направленные Компас 0 Правильная линейная бумага • • Строка или нить • 8-1 / 2 на 11 Белая бумага • Строка (т.G., Kite) • • • • Подкова магнит • кольцевая подставка с крестом • • маскирующая лента • 1.Приклейте лист бумаги к столу. На бумаге укажите направления север, юг, восток и запад. 2. Изогнув большую скрепку (Jumbo — 2 дюйма), сделайте держатель для стержневого магнита, как показано справа. 3. Привяжите или привяжите кусок лески или нити к держателю скрепки. 4. Повесьте леску так, чтобы магнит висел прямо над центром листа бумаги. (Магнит должен быть горизонтально сбалансирован и свободно качаться по горизонтали). 5.Покрутите магнит на пару оборотов. Отпустите его, и когда он перестанет раскачиваться, отметьте направление, в котором указывает северный полюс магнита. В каком направлении указывает северный полюс магнита? __________ южный полюс? __________ 6. Сравните ориентацию вашего магнита с другими, висящими в комнате. Как они соотносятся?7. Теперь уберите магнит и поместите компас в центр листа бумаги. Убедитесь, что стержневой магнит не находится рядом с компасом. В каком направлении указывает стрелка компаса? 8.Попробуйте несколько раз повернуть компас. Всегда ли стрелка указывает в одном и том же направлении?9. Чем стрелка компаса похожа на свободно подвешенный стержневой магнит? 10. Предположим, у вас есть стержневой магнит, а маркировка N и S на концах стерлась. Как вы могли сказать, какой конец был северным полюсом, а какой южным полюсом? 11. Как вы думаете, почему полюса магнита называются северным и южным? 12. Проверьте оба конца подвесного магнита, поднеся к нему неодимовый магнит. Опишите и объясните свои наблюдения. Задание 5: Где север? ( Заметки учителя ) ИДЕЯ: Конец магнита, указывающий на север, называется северным полюсом магнита и обычно обозначается буквой «N». БИОГРАФИЯ СТУДЕНТА: Учащиеся должны быть знакомы с терминами северный полюс и южный полюс, а также с обозначениями N и S на стержневом магните. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА: Помогите учащимся приклеить листы бумаги, указывающие направление, к их рабочим столам.Используйте циркуль, чтобы убедиться, что бумага выровнена правильно. СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ: Учащимся может понадобиться скотч, чтобы убедиться, что магнит прикреплен к держателю скрепки. Во время выполнения упражнения пройдитесь вокруг и убедитесь, что учащиеся правильно подвешивают свои магниты так, чтобы они располагались горизонтально. Если у ваших учеников скоро перерыв, хорошо настроить его, а затем предложить им заняться другим делом, пока они ждут. Часто стрелки компаса имеют противоположные полюса, и поэтому конец компаса с буквой «N» указывает на южный географический полюс.Чтобы исправить это: 1. Медленно поднесите компас к полюсу стержневого магнита. 2. На мгновение остановитесь и дайте стрелке компаса успокоиться. 3. Очень быстро переместите компас на другой конец магнита. Если вы сделаете это быстро, стрелка не успеет повернуться, и вы перевернете полюса стрелки компаса. Чем меньше и сильнее магнит, тем проще это сделать. ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ: 5. Северный полюс магнита всегда должен указывать на север, когда он останавливается. Южный полюс, конечно же, будет обращен к югу . 9. Оба могут свободно качаться и имеют северные полюса, которые всегда указывают на север . 10. Подвесьте магнит и поверните его. Когда дело доходит до покоя, конец, который указывает на север, является северным полюсом . 12. Неодимовый магнит настолько силен, что притягивает как северную, так и южную стороны обычного стержневого магнита. Таким образом, притяжение не является тестом на то, что материал является магнитом. Отталкивание — это проверка того, что материал является магнитом . ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОТМЕЧАТЬ ПРИ ИТОГОВОМ ОБСУЖДЕНИИ: 1. Конец свободно подвешенного магнита, направленный на север, обозначен северным полюсом. Этот полюс называют полюсом «Северного поиска».Конец, указывающий на юг, помечен как «южный полюс». 2. Стрелка компаса представляет собой свободно подвешенный магнит. 3. Очень сильный магнит (например, неодимовый) будет притягивать обе стороны типичного магнитного стержня. ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ: Если доступен стержневой магнит без маркировки, попросите учащихся повторить эксперимент, чтобы определить и обозначить полюса N и S.Если нет немаркированного стержневого магнита, переверните или заклейте скотчем один из отмеченных стержней. Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________ Задание 6. Влияют ли магниты друг на друга? Материалы нужны: 0 2 бар магнитов • • строки (например, kite String) • Большой скрепки (Jumbo, 2 in) согнуты для удержания магнита • Карандаш #2 с магнитами-пончиками для демонстрации 1.Подвесил стержневой магнит горизонтально, аналогично . Задание 5. Позвольте магниту достичь равновесия. 2. Поднесите северный полюс второго стержневого магнита к северному полюсу подвесного стержневого магнита. Опишите, что вы наблюдаете.3. Предскажите, что, по вашему мнению, произойдет, если вы приблизите южный полюс второго магнита к северному полюсу висящего магнита. Попробуйте. Что вы заметили? Был ли ваш прогноз верным? 4. Предскажите, что, по вашему мнению, произойдет, если вы приблизите северный полюс второго магнита к южному полюсу висящего магнита? Попробуйте.Что вы заметили? Был ли ваш прогноз верным? 5. Теперь поднесите южный полюс второго стержневого магнита к южному полюсу висящего магнита. Опишите, что вы наблюдаете.6. Что вы узнали из этого эксперимента, если сблизить одинаковые полюса двух магнитов? Что произойдет, если соединить разноименные полюса двух магнитов? 7. То, что вы открыли, иногда называют законом магнитных полюсов. Попробуйте написать краткое изложение этого закона ниже.8.Предположим, что у вас есть стержневой магнит, на котором не обозначены полюса N и S. Как можно было бы использовать другой стержневой магнит с отмеченными полюсами N и S, чтобы найти и пометить полюса немаркированного магнита? Задание 6: Влияют ли магниты друг на друга? (заметки учителя) ИДЕЯ: Разные полюса магнитов притягиваются, а разноименные полюса отталкиваются. БИОГРАФИЯ СТУДЕНТА: Учащиеся должны знать, что магниты имеют как северный, так и южный полюс. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА: Убедитесь, что полюса N и S на стержневых магнитах правильно помечены. СОВЕТЫ ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА И ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Сохраните подвесные магниты от предыдущей деятельности . 2. Магниты раздвигаются. Северные полюса отталкиваются друг от друга . 3. Магниты собираются вместе. Южный полюс одного магнита притягивает северный полюс другого магнита . 4. Полюса будут притягиваться друг к другу . 5. Полюса будут отталкиваться друг от друга . 6. Подобные полюса отталкиваются. В отличие от полюсов притягивают . 7. Ответы будут разными, но по существу следует сказать, что одинаковые полюса магнитов отталкиваются, а разные полюса притягиваются . 8. Ответы будут разными. Возможный правильный ответ: Поднесите северный полюс отмеченного стержневого магнита к одному концу непомеченного магнита.Если он притягивается, то непомеченный конец является южным полюсом, потому что противоположные полюса притягиваются друг к другу. Если он отталкивается, то непомеченный конец является северным полюсом, потому что одноименные полюса отталкиваются друг от друга. Сделайте то же самое на другом немаркированном конце. На самом деле, поскольку магнитные материалы притягиваются к магнитам, притяжение не является настоящим испытанием. Отталкивать могут только магниты. Ищите отталкивание, чтобы быть уверенным . » Привлечение не доказывает, а отталкивание принуждает.» — Bill Reitz, PTRA, Огайо ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ПОДЧЕРКИВАТЬ В ИТОГОВОМ ОБСУЖДЕНИИ: 1. Одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Это утверждение закона магнитных полюсов. 2. Разноименные полюса часто называют противоположными полюсами. ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ: Когда ваши студенты закончат лабораторную работу и поделятся своими результатами, на следующей странице наступит время спеть «Песню о магнетизме». Традиционные песни с физикой Слова: «Magnetism» Джейн и Джима Нельсонов Исполняется на мотив «Ты спишь?» Магнетизм, Магнетизм Север и Юг, Север и Юг Противоположности притягиваются, Противоположности притягиваются Нравится отталкивается, Нравится отталкивается Занятие 6: Где полюса? (Демонстрация) Разместите три магнитных пончика на карандаше или дюбеле так, чтобы они были отделены друг от друга, как показано на рисунке.Покажите, что если их сдвинуть вместе, три магнита отскочат друг от друга. Задайте следующие вопросы: 1. Что вы можете сказать о расположении полюсов трех магнитов? (Полюса должны быть обращены друг к другу.) 2. Одинаково ли исходное расстояние между магнитами? (Два нижних магнита будут прижаты друг к другу больше из-за магнитного толчка от верхнего магнита из-за магнитной силы, равной весу верхнего магнита.) 3. Предсказать, что произойдет, если средний магнит перевернуть вверх дном. (три магнита будут притягиваться друг к другу и соединяться). Этот аппарат был доставлен в космос на космическом челноке, а затем магниты были равномерно распределены. Вы можете аппроксимировать это состояние, удерживая карандаш (шкал) горизонтально. 4. В качестве обзора диаграмм свободного тела учащимся старших классов можно поручить построить диаграммы свободного тела для верхнего магнита в стопке из двух кольцевых магнитов. Рассмотрим стопку из двух кольцевых магнитов и силы, действующей на верхний магнит, как показано на рис. 1: Поскольку кольцевые магниты имеют одинаковую толщину, тогда (Сила севера Низ на севере Верх ) > (Сила севера Низ на юге Верх ) = (Сила севера 6 Верх 7) На юге дна )> (Сила Южной года на юг на юг Top ) ) . a) a) B) (север (север до — юг топ ) = 4 единицы вниз C) C) (North Top — юг дна ) = 4 единицы вниз d) d) (юг дна — юг Топ ) = 2 единицы ) = 2 единицы вверх E) E) Таким образом, гравитационные силы на верхнем магните должны = 2 единицы вниз 900 09 Танцующая кукла Экспонат Сделайте выставку танцующей куклы, повесив вырезанную бумажную куклу из картона на тонкую веревку, как показано на схеме.Прикрепите к ее ногам горизонтальный «пол» и «спрячьте» в пол магнит-пончик. Под спрятанным магнитом куклы, на подставке, отличной от железной, спрячьте еще один магнит-пончик, чтобы полюса магнитов-пончиков отталкивались. Убедитесь, что ни подставка, ни вешалка, на которой подвешена кукла, не могут перемещаться друг относительно друга, а расстояние между спрятанным в полу магнитом, прикрепленным к кукле, и магнитом, спрятанным в подставке, достаточно близко для взаимодействия, но не так близко, что соприкасаются, когда кукла пролетает мимо. Пусть ученики увидят, что произойдет, если они осторожно проведут куклу мимо ее подставки. Студенты могут написать свое объяснение того, как работает выставка. Если они понимают, как отталкиваются одинаковые полюса и где находятся полюса магнита-пончика, они должны быть в состоянии создать правильное объяснение. Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________ Задание 7. Для чего можно использовать компас? Материалы, необходимые материалы: 0 Направленные Компас • • Подкова Магнит (необязательно) • Железный ноготь 4-в длинные (# 6, 20 Пенни) 1 • Стержневой магнит 1.Вы уже узнали, что стрелка компаса — это магнит. Обычно цветной или заостренный конец стрелки компаса является северным полюсом компаса. Другой конец стрелки компаса – южный полюс. Ваш учитель скажет вам, какая сторона классной комнаты находится на севере, чтобы вы могли проверить, не перепутаны ли магнитные полюса вашего компаса. Ваш учитель расскажет вам, что делать, если ваш компас перевернулся. (Обратные полюса будут обсуждаться позже.) 2. Поднесите северный полюс стрелки компаса к шляпке гвоздя и посмотрите, что произойдет.Затем поднесите южный полюс стрелки компаса к головке гвоздя. Запишите все свои наблюдения ниже.3. Основываясь на ваших наблюдениях, вы думаете, что железный гвоздь действует как магнит? Почему или почему бы и нет?4. Как вы думаете, что произойдет, если поднести концы стрелки компаса к острому концу гвоздя? Попробуйте и опишите, что получится. 5. Как вы думаете, будет ли стрелка компаса вести себя так же, если ее поднести к концам стержневого магнита? Почему? 6. Предскажите, что произойдет, если северный полюс стрелки компаса поместить рядом с южным полюсом стержневого магнита. Попробуйте и опишите, что на самом деле происходит. 7. Предскажите, что произойдет, когда северный полюс стрелки компаса приблизит к северному полюсу стержневого магнита. Попробуйте и запишите, что происходит на самом деле. 8. Чем компас по-разному ведет себя по отношению к гвоздю и брусковому магниту?9. Объясните простой способ использования компаса, чтобы определить, является ли объект магнитом.10. На диаграмме справа показан компас, помещенный рядом с одним концом немаркированного стержневого магнита. Этикетка на концах магнита. Является ли конец магнита, ближайший к компасу, северным или южным полюсом? На картинке выше попробуйте показать положение стрелки компаса, если она находится рядом с другим концом того же стержневого магнита без маркировки. 11. Попробуйте расположить компас прямо над серединой магнитного стержня. Нарисуйте положение стрелки компаса на схеме справа. Обязательно покажите, какой конец стрелки компаса соответствует северному полюсу, а какой — южному. Попробуйте объяснить, почему стрелка компаса расположена именно так. 12. ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Попробуйте поднести стрелку компаса к концам подковообразного магнита. Одинаково ли ведет себя игла на каждом конце? Почему или почему нет? Задание 7. Для чего можно использовать компас? (заметки учителя) ИДЕЯ: Одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. ПРОЦЕССНЫЕ НАВЫКИ: Наблюдение Предсказание Выводы ПОДГОТОВКА УЧАЩИХСЯ: Учащиеся уже должны быть ознакомлены с законом магнитных полюсов.Учащиеся также должны знать, что стрелка компаса является магнитом, и уметь определять северный и южный полюсы стрелки компаса. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА: Убедитесь, что используемые гвозди не намагничены. Убедитесь, что поблизости нет магнитов или магнитных материалов, которые могут повлиять на результаты эксперимента. Убедитесь, что цветные концы стрелок компаса действительно соответствуют северным полюсам. (Иногда полюса стрелок компаса меняются местами, особенно если они хранятся рядом с сильными постоянными магнитами.Если это произошло, погладьте компас одним концом сильного стержневого магнита, чтобы стрелка компаса изменила свое направление.) Пусть ваши ученики время от времени перепроверяют компас во время занятия. Они могут легко изменить полярность. Если компас намагничивается в обратном направлении, см. указания в примечаниях учителя к Занятию 5 для изменения полюсов стержневого магнита. СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ: Когда учащиеся изучают поведение компаса возле гвоздя в первой части задания, убедитесь, что стержневой магнит нигде не находится поблизости, иначе он может повлиять на стрелку компаса.На самом деле, хорошей идеей будет подождать с раздачей стержневых магнитов, пока учащиеся не выполнят первую часть задания. ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ: 2. Оба конца стрелки компаса притягиваются (или, по крайней мере, не отталкиваются) к шляпке гвоздя . 3. Нет, если бы гвоздь был магнитом, конец гвоздя отталкивал бы один конец стрелки компаса . 4. Опять же, оба конца стрелки компаса притягиваются к кончику гвоздя . 5. Нет, стрелка компаса будет отталкиваться или притягиваться одним полюсом магнита . 6. Северный полюс стрелки компаса будет притягиваться к южному полюсу магнита. Это потому, что одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются . 7. Северный полюс стрелки компаса отталкивается от северного полюса магнита . 8. Оба конца гвоздя притягивают северный (и южный) полюса стрелки компаса.Только один конец стержневого магнита (южный полюс) притягивает северный полюс стрелки компаса; другой конец стержневого магнита (северный полюс) отталкивает северный полюс стрелки компаса . 9. Если один конец объекта отталкивает северный полюс стрелки компаса, то объект является магнитом . 10. Конец является южным полюсом, потому что он притягивает северный полюс стрелки компаса. В отличие от полюсов притягивают . а. Северный полюс магнита притянет южный полюс компаса . 11. Стрелка компаса будет выровнена горизонтально (параллельно магниту). Северный полюс стрелки компаса будет указывать в направлении южного полюса стержневого магнита. Южный полюс стрелки будет указывать в направлении северного полюса стержневого магнита. Поскольку компас равноудален от двух полюсов стержневого магнита, оба полюса магнита одинаково притягивают противоположные полюса стрелки компаса . 12. ДОПОЛНИТЕЛЬНО: один конец подковообразного магнита (южный полюс) притягивает северный полюс стрелки компаса, а другой конец подковообразного магнита (северный полюс) отталкивает северный полюс стрелки компаса . ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОТМЕЧАТЬ В ИТОГОВОМ ОБСУЖДЕНИИ: 1. С помощью компаса можно определить, является ли объект магнитом или нет. Если любой конец объекта отталкивает северный полюс компаса, то объект является магнитом. Отвращение является окончательным. Магнитные материалы могут притягиваться, не будучи магнитами. 2. Компас можно использовать для определения полюсов магнита. Полюс, который отталкивает южный конец стрелки компаса, является южным полюсом.Полюс, который отталкивает северный полюс стрелки компаса, является северным полюсом. ВОЗМОЖНОЕ РАСШИРЕНИЕ: Учащиеся могут искать и сообщать об истории компаса. Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________ Занятие 8: Где находятся магнитные полюса Земли? Материалы, необходимые материалы: • Диаграмма земли на стр. 33 • • бар магнит • • Глобус — около 12 дюймов в диаметре • Малый компас (диаметром около 16 мм) • Компас Этот магнитный полюс позволяет ученикам эффективно проводить деятельность, которую ведет учитель, Земли, расположенной в Северном полушарии, на самом деле является магнитным южным полюсом, а магнитный полюс Земли в Южном полушарии является магнитным северным полюсом. 1. Перед выполнением задания проверьте каждый компас, чтобы убедиться, что его полюса не поменялись местами. Цветной конец стрелки компаса должен указывать на южный полюс стержневого магнита. 2. Раздайте каждой группе учащихся схему Земли, стержневой магнит и небольшой компас (диаметром около 16 мм). Убедитесь, что учащиеся понимают, что цветной конец стрелки компаса указывает на север. Обсудите идею о том, что Земля ведет себя как гигантский магнит.Укажите, что магнитные полюса «земного магнита» расположены близко, но не в том же месте, что и географические полюса Земли, и поэтому контур магнита на их земной диаграмме перекошен. 3. Попросите каждую группу разместить стержневой магнит и его компас в местах, обозначенных для них на диаграмме Земли. Попросите каждую группу проверить стрелку компаса, чтобы увидеть, указывает ли цветной конец в основном на магнитный полюс Земли в Северном полушарии.(Большинство обнаружит, что это не так; вместо этого цветная стрелка указывает на южное полушарие Земли. Это потому, что они сориентировали стержневой магнит так, что его северный полюс находится рядом с географическим северным полюсом Земли.) 4. Стресс для студенты, что мы ЗНАЕМ, что цветной конец стрелки компаса указывает на север. Попросите их найти способ заставить стрелку компаса вести себя так, как мы знаем. Большинство студентов вскоре обнаружат, что это можно сделать, поменяв положение стержневого магнита на противоположное, чтобы северный полюс стержневого магнита находился в Южном полушарии Земли! 5.Обсудите представление о том, что магнитный Северный полюс Земли на самом деле расположен в Южном полушарии (на Земле Уилкса в Антарктике) примерно в 1400 милях от географического Южного полюса. И наоборот, магнитный Южный полюс Земли расположен недалеко от острова Батерст на севере Канады, примерно в 1400 милях от географического Северного полюса. Занятие 8: Где находятся магнитные полюса Земли? ( Заметки учителя) Задание 8. Стрелка компаса указывает на магнитный север (демонстрация и обсуждение) В этой демонстрации с помощью прозрачных пленок показано, что северный полюс стрелки компаса указывает на магнитный, а не на географический полюс Земной шар.Его также можно использовать, чтобы помочь учащимся научиться правильно читать по компасу. (Вы будете удивлены, узнав, сколько людей не знает, что необходимо вращать основание компаса до тех пор, пока метка N не окажется под цветной половиной стрелки!) Обычно северный полюс компаса помечен или цветной. Мореплаватели используют термин «магнитный север», когда говорят о расположении магнитного полюса в северном полушарии. Помните, что магнитный полюс, расположенный в северном полушарии, на самом деле является магнитным южным полюсом. Стрелка компаса указывает на магнитный север 3 Пример: Если вы находитесь в Нью-Йорке, то магнитный север находится в 10° к западу от географического севера. Перепечатано/адаптировано с разрешения The Science Teacher , журнала для преподавателей естественных наук, издаваемого Национальной ассоциацией преподавателей естественных наук (www.nsta.org) MAGNETIC BACTERIA наука Джейн Брей Нельсон и Джим Нельсон Все организмы реагируют на окружающую среду.Мы классифицируем каждую реакцию (таксис) по типу стимулов, которые ее вызывают. Например, хемотаксис — это реакция на химические вещества, фототаксис — реакция на свет, а тигмотаксис — реакция на давление или прикосновение. Редкий, но увлекательный таксис — это реакция некоторых организмов на магнетизм или, в частности, на магнитное поле Земли. Способность следовать за линиями магнитного поля была обнаружена сравнительно недавно у таких разнообразных организмов, как птицы, пчелы, дельфины и бабочки.Одной из магнитотаксических групп, которая идеально подходит для изучения в средних классах, являются магнитные бактерии. Хотя бактерии относятся к простейшим организмам, их генетика и способность развиваться в различных условиях делают их идеальными объектами для изучения канцерогенов и мутагенов. В контролируемых условиях в классе эти организмы могут быть ценным дополнением к вашему классу. На фото ниже слева показаны магнитные бактерии в обычной среде, а на фото справа они показаны в магнитном поле. ЗЕМЛЯ КАК МАГНИТ С древних времен было известно, что некоторые материалы могут выравниваться с магнитными полями, когда они свободно подвешены. Магнит направлял исследователей задолго до того, как Уильям Гилберт объяснил магнетизм в 1600 году. Стрелки компаса подвешены, чтобы они могли свободно вращаться. Если вы внимательно посмотрите, то заметите, что игла наклонена так, что один ее конец указывает ниже другого. Эта конструктивная особенность компенсирует угол между магнитным полем Земли и земной поверхностью (впервые измеренный в 1590 году Робертом Норманом, который изобрел «компас с погружной стрелкой»).На рисунке 1 показан угол наклона компаса, который увеличивается с широтой (от 0° на экваторе до 90° на магнитном полюсе Земли). Направление магнитного поля произвольно определяется как направление, в котором магнитный полюс ищет север. точек компаса. Таким образом, ядру Земли соответствует магнит с магнитным «южным» полюсом вблизи Северного географического полюса планеты (см. рис. 2). ПРИВЛЕКАТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ В 1975 году Ричард Блейкмор (аспирант кафедры микробиологии Массачусетского университета в Амхерсте) изучал бактерии в иле солоноватых болот.Он отметил, что бактерии, казалось, мигрировали в одном конкретном направлении и скапливались вдоль одного края культуры висячей капли. Он использовал освещение темного поля (метод, который заставляет прозрачные организмы мерцать и преломлять свет), чтобы сделать живые бактерии видимыми в культуре. Сначала он думал, что явление, которое он наблюдал, было фототаксисом, и что организмы реагировали на свет микроскопа или комнаты. Но когда он накрывал микроскоп или двигал его, происходила та же преимущественная миграция.Было очевидно, что бактерии реагируют на географическое положение, а не на лабораторную среду. В конце концов Блейкмор поднес стержневой магнит к капле культуры, содержащей бактерии. Он был рад отметить, что они всегда плыли к южному полюсу магнитного поля (конец, который притягивает «северный» конец компаса). Если бы магнит был перевернут, бактерии мигрировали в противоположном направлении. Адриан Калмийн присоединился к изучению магнитных бактерий, исследуя поведение организмов в полях, которые приближаются к силе поля Земли — приблизительно один гаусс или 10 -4 тесла.Калмин добился этого, используя катушки Гельмгольца для создания однородного магнитного поля вокруг микроскопа, пока он наблюдал за организмами (см. рис. 3). Катушки Гельмгольца представляют собой две электрические катушки, разделенные расстоянием, равным радиусу одной из катушек, что создает почти однородное магнитное поле в области между катушками. Напряжённость в катушке регулируют, варьируя величину и направление электрического тока, а полное поле определяют путём вычисления векторной суммы магнитного поля катушки и магнитного поля Земли. Калмийн обнаружил, что если магнитное поле, создаваемое катушкой Гельмгольца, превышает горизонтальную составляющую поля планеты, бактерии плывут в направлении поля, создаваемого катушкой. Однако, если поле катушки было изменено на противоположное, миграция бактерий также обратилась. Организмы фактически смогли развернуться и следовать за внешним магнитным полем, что является исключительно сильным ответом, учитывая, что движения бактерий контролируются жгутиками и в значительной степени случайны.Даже когда магнитотаксические бактерии были убиты, их клетки оставались выровненными с магнитным полем, и их направление менялось на противоположное, когда поле менялось на обратное, что позволяет предположить, что ответ был пассивной функцией структуры их клеток или капсул. Со времени открытия Блейкмора было обнаружено более 12 морфологически различных типов магнитных бактерий: кокки, бациллы и спириллы как в пресной, так и в соленой воде. Чтобы определить механизм, вызвавший реакцию, Блейкмор и исследователь из Университета Иллинойса Ральф Вулф выделили и культивировали вид, названный Aqnaspirillum magnetotacticum .Эта бактерия имеет жгутик на каждом конце и непрозрачную цепочку, идущую параллельно оси клетки. После их работы было обнаружено, что все магнитотаксические бактерии содержат такую ​​цепочку в своей цитоплазме. Звенья цепи называются магнитосомами и, по-видимому, инкапсулированы оболочкой, примыкающей к клеточной мембране. Оболочка, по-видимому, удерживает магнитосомы в постоянной ориентации относительно клеточной стенки бактерии. Рентгеноэмиссионные исследования показали, что магнитосомы содержат железо. Чтобы определить, имеет ли железо решающее значение для реакции организма, Блейкмор и Вулф вырастили бактерии в культуре без железа. Ответ исчез. Дальнейшие эксперименты показали, что для создания магнитосом бактериям необходима среда, содержащая примерно 1,0 мг железа на литр раствора в легкодоступной форме (растворимый органический комплекс). Мессбауэровская спектроскопия показывает, что большая часть железа, обнаруженного в органеллах, находится в форме, похожей на магнетит, Fe 3 O 4 . ПОЧЕМУ МАГНИТНЫЙ ОТКЛИК? Биологи ищут эволюционные преимущества в строении живых организмов. Почему магнитные бактерии эволюционировали? Одна подсказка, по-видимому, исходит из наблюдения, что все виды, обнаруженные до сих пор, были анаэробами; они не нуждаются в кислороде и обычно процветают в его отсутствие. Если это правда, то у бактерий, мигрирующих вниз, больше шансов выжить в болотах, трясинах или илистых отмелях. Это объяснение кажется верным в северных районах, но поскольку «угол наклона» магнитного поля планеты уменьшается по мере приближения к экватору, взаимосвязь между глубиной и доступностью кислорода становится менее ясной.Магнитные бактерии, собранные в Бразилии недалеко от экватора, кажутся случайно (50:50) ориентированными на север и юг. Если теория верна, то магнитные бактерии, развившиеся в южном полушарии, должны мигрировать в противоположном направлении по сравнению с теми, которые эволюционировали в северном полушарии. Чтобы проверить эту теорию, Блейкмор и Калмейн в 1981 году отправились в Новую Зеландию и Тасманию для сбора бактерий. Эти места были выбраны потому, что они находятся на равном расстоянии от экватора, как и Массачусетс, и имеют похожий климат.Они обнаружили, что бактерии, собранные там, действительно мигрировали против силовых линий магнитного поля, чтобы создать более анаэробную среду. Кажется очевидным, что магнитотаксис предотвращает «случайную» миграцию анаэробных почвенных бактерий вверх к ядовитому кислороду. Эксперименты также показали, что бактерии, ищущие север и юг, могут менять свою магнитную ориентацию при воздействии сильных обратных полей. Было замечено, что при приложении сильных импульсов магнетизма бактерии постоянно меняют свою ориентацию.Также стало возможным размагнитить бактерии в полях, которые постепенно увеличиваются примерно до 1000 Гс. В этой среде новые бактерии становятся примерно на 50 процентов ориентированными на север и на 50 процентов на юг. Эти результаты свидетельствуют о том, что таксомоторная реакция на самом деле не является поведенческой, а связана со структурой и ориентацией железа в магнитосомах. Поскольку бактерии размножаются очень быстро, легко продемонстрировать влияние естественного отбора на магнитотаксические реакции.В эксперименте с магнитными бактериями, ищущими север, полюс был обратным. За шесть дней популяция бактерий, ищущих юг, увеличилась. И за восемь недель полярность населения полностью изменилась. Способность эволюционировать в ответ на изменение полей могла быть преимуществом в прошлом, поскольку полярность Земли периодически менялась. ИССЛЕДОВАНИЯ В КЛАССЕ В классах биологии или физики, где учащиеся обучены надлежащим асептическим методам изучения бактерий, эксперименты с магнитными бактериями могут обеспечить захватывающую связь между двумя науками, которые часто преподаются отдельно в средних школах.С помощью фазово-контрастного микроскопа или микроскопа с темнопольным освещением можно наблюдать миграцию магнитных бактерий. (Если в вашей школе нет такого оборудования, вы можете получить кредит в университете или местной лаборатории.) В качестве альтернативы учащиеся могут взять образцы прудовой воды, отложений и ила из разных участков водно-болотных угодий. и проба на магнитные бактерии в разных районах пруда. Лабораторная культура также может быть отобрана, чтобы определить, произошла ли миграция бактерий различных видов. Магнитотаксис предотвращает «случайную» миграцию анаэробных почвенных бактерий вверх к ядовитому кислороду . При сборе воды из пруда учащиеся должны брать и осадок, и воду. Для просмотра образцов, собранных в северном полушарии, студенты должны сфокусировать фазово-контрастный микроскоп на северном крае капли, так как там будут собираться магнитные бактерии. Капли образца могут содержаться в уплотнительном кольце, приклеенном к предметному стеклу и покровному стеклу вазелином (см. рис. 4).Если количество бактерий слишком мало для идентификации, культуры можно хранить в теплом темном месте в течение нескольких дней. Как только магнитотаксические бактерии будут идентифицированы, небольшой стержневой магнит можно поместить так, чтобы южный полюс (полюс, который притягивает стрелки компаса, ищущие север) находился близко к южному краю образца. Если магнитные бактерии присутствуют, они будут мигрировать к магниту. Студенты, прошедшие некоторую подготовку по асептическим методам и методам работы с микроскопом, а также по выборке населения, могут попытаться исследовать следующие проблемы, используя культуры магнитотаксических организмов: 1) Может ли культура бактерий, стремящихся на север, стать ориентированной на юг? Направьте южный полюс магнита на дно неглубокой культуры (лучшая среда для анаэробных почвенных бактерий) и каждые несколько дней отбирайте образцы культуры. 2) Измерить скорость движения бактерий по отношению к силе магнитного поля. Это пассивная или активная миграция? (Могут ли бактерии двигаться в определенном направлении с помощью жгутиков?) 3) Может ли магнитотаксис со временем исчезнуть? Нейтрализуйте полярность Земли вокруг культуры, ориентируя катушку Гельмгольца с полем в один гаусс так, чтобы сумма ее вектора и вектора планеты была равна нулю. 4) Могут ли магнитобактерии использовать железо в различных формах (ионах)? Изменяется ли минимальная концентрация, необходимая для образования магнитосом, в зависимости от формы минерала? 5) Связана ли реакция бактерии с температурой? СВЯЗЫВАЯ ЭТО ВМЕСТЕ Хотя наука часто преподается как отдельные дисциплины (например, биология, химия и физика), изоляционизм профессиональных ученых становится все более невозможным.Загадка магнитных бактерий иллюстрирует не только научный метод, но и важную идею о многодисциплинарности современной науки. Хотя Блейкмор интересовался микробиологией, его исследования привели его в области, чаще всего связанные с химией и физикой. Возможно, учебная программа по естественным наукам, которую мы используем сегодня, должна включать больше междисциплинарных проблем. Джейн Брей Нельсон работает учителем в средней школе университета, 11501 Eastwood Dr., Orlando, FL 32817. Джим Нельсон работает вспомогательным преподавателем в государственных школах Orange County, 445 W.Амелия-стрит, Орландо, Флорида 32801 . ПРИМЕЧАНИЕ Эта статья основана на презентации Ричарда Б. Франкеля из Калифорнийского политехнического государственного университета, Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, 93407, во время физического института Национального фонда стипендий Вудро Вильсона в Принстонском университете в июле 1988 г. Название (s): __________ Дата: __________ Период: __________ Занятие 11: Как сделать магнит? (Примечания учителя) ИДЕЯ: Стальную иглу можно превратить в магнит, если погладить сталь постоянным магнитом.Поглаживание приводит к тому, что домены имеют одинаковую магнитную ориентацию. Намагниченная стрелка может быть использована для изготовления компаса. ПРОЦЕССНЫЕ НАВЫКИ: Наблюдение Вывод Прогнозирование Идентификация и контроль переменных ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА: В начале упражнения убедитесь, что иглы немагнитны. Нагрев их на горячей плите рандомизирует домены. Иглы для штопки (или любая длинная игла) хорошо подходят. СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ: Предупредите учащихся об иглах.Иглу можно заменить расправленной скрепкой или отделочным гвоздем. Пластмассовую покерную фишку можно использовать для плавания иглы. Ребристость по краю предотвращает скатывание иглы. Имейте в виду, что у учащихся могут возникнуть предубеждения, связанные с выполнением аналогичного задания. Диаметр емкости с водой должен быть больше 10 см, чтобы игла не ударялась о стенки емкости. Пластиковая крышка для кофейной чашки прекрасно работает. ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ: 2. Игла останавливается в одном направлении — выстраивается в направлении север-юг. Глаз указывает на юг . 8. Чтобы игла могла свободно двигаться . 9. Это заставляет магнитные домены в игле выстраиваться и указывать в одном направлении. Это заставляет иглу вести себя как магнит . 10. Протирание иглы сильным стержневым магнитом приводит к выравниванию магнитных доменов в игле. Конец иглы, где удален магнит, становится противоположным полюсом.Например, если вы проведете иглу от острия до ушка северным полюсом, ушко станет южным концом иглы. 11. Глаз. Северный полюс магнита должен создать южный полюс в игле в точке. ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОБСУЖДАТЬСЯ: Стальная игла состоит из «крошечных магнитов» или магнитных доменов. ИТОГОВОЕ ОБСУЖДЕНИЕ: Каждый домен имеет северный и южный полюса. Но полюса не выстроены каким-либо упорядоченным образом, и поэтому игла не действует как магнит. В этом упражнении, поглаживая объект северным полюсом магнита, магнит притягивает противоположные полюса магнитных доменов в игле и заставляет их выровняться с их полюсами в одном направлении. Если северный полюс магнита отрывается от иглы в ушке иглы, этот конец иглы будет южным магнитным полюсом. Острие стрелки будет северным магнитным полюсом и будет указывать на географический северный полюс, поскольку это южный магнитный конец Земли. ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ: 1. Предложите учащимся определить объект в том направлении, куда указывает стрелка. Попробуйте отклонить иглу и посмотрите, вернется ли игла к объекту. Затем возьмите контейнер и медленно повернитесь. Посмотрите, продолжает ли стрелка указывать в том же направлении. 2. Это упражнение можно выполнять с помощью различных предметов, таких как скрепки, гвозди, старые металлические пильные полотна, части часовой пружины, вязальные спицы и другие.Студенты могут попробовать их в расширении. Вместо того, чтобы плавать металл в воде, проверьте магнит с помощью компаса или взяв железные опилки или скрепки. 3. После этого задания предложите учащимся сделать трехполюсный магнит. Некоторые промышленные магниты имеют несколько полюсов. Например, некоторые бензиновые насосы имеют диск с 50 полюсами на краю диска. Бензиновый насос делает 20 оборотов, чтобы выдать один галлон бензина. Двадцать оборотов с 50 полюсами на оборот означают 1000 проходов датчика и позволяют отображать точность до тысячной доли галлона. Имя(а): __________ Дата: __________ Период: __________ Занятие 12: Как можно «разрушить» магнит? [Примечания учителя) ИДЕЯ: Нагревание или удары молотком заставят магнит потерять свой магнетизм. ПРОЦЕССНЫЕ НАВЫКИ: Наблюдение Общение Выводы Выдвижение гипотез ПРЕДПОСЫЛКИ УЧАЩИХСЯ: Учащиеся должны быть знакомы с концепцией магнитных доменов. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА: Практика перед демонстрацией в классе. СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ: Источник тепла должен быть очень горячим. Свеча не даст достаточно тепла. Поскольку атомы твердых тел обычно не меняют своего положения, для разрушения магнетизма постоянного магнита требуется высокая температура. Некоторые конфорки будут работать, если они достаточно нагреются. Для железного магнита необходима температура более 770°C (1043°F). При нагревании докрасна железо не будет притягиваться к сильному магниту. Осторожно: обязательно используйте горячую подушку для удержания плоскогубцев . Попробуйте нагреть магнит при разных температурах в печи и протестировать магнит как в горячем, так и в остывшем состоянии. Возможно, действительно удастся увеличить магнетизм (перестройку молекул) при этих низких температурах. В целях безопасности это упражнение можно проводить как демонстрацию для учителей или учащихся. ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ: 8. Толкание перестраивает выровненные молекулы так, что магнетизм уменьшается . 9. Не ронять, не ударять друг о друга и т. д. . ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОБСУЖДАТЬ: Нагрев вызывает повышенное движение магнитных доменов в ногте. Полюса доменов внутри гвоздя рассеиваются, и гвоздь теряет свой магнетизм. Удары молотком толкают домены таким образом, что они не выстраиваются в линию, и гвоздь теряет свой магнетизм. ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ: Попробуйте нагреть и/или потрясти постоянный стержневой магнит, чтобы увидеть, уменьшился или разрушился его магнетизм. Попросите учащихся сравнить этот результат с тем, что они обнаружили, когда встряхивали пробирку с железными опилками на шаге 9, Задание 10. активировал некоторые мины, размещенные под водой. Когда корабли строились в сухом доке, клепки постоянно сотрясали стальной корпус корабля, а магнитные домены стремились выровняться с магнитным полем Земли.Когда корабль проходил над миной, магнитный переключатель активировал мину и повреждал корабль. Чтобы предотвратить это, корабли «размагничивались». Обмотка корабля проводом, по которому течет уменьшающийся переменный ток, была методом, используемым для размагничивания кораблей. Ток изначально был большим, но постепенно уменьшался, что приводило к скрещиванию магнитных доменов в стальном корпусе корабля. Корабль по-прежнему был сделан из магнитного материала, но это был уже не магнит. Это можно продемонстрировать, поместив намагниченный гвоздь внутрь соленоида с воздушным сердечником.Подключите соленоид к переменному источнику питания переменного тока (например, Variac). Убедитесь, что соленоид имеет достаточное количество обмоток, чтобы выдерживать 120 В в течение как минимум нескольких секунд без перегрева. Увеличьте напряжение примерно до 20 вольт или до тех пор, пока гвоздь в соленоиде не начнет стучать, а затем очень постепенно уменьшайте ток. Гвоздь будет размагничен. Информация: ИНФОРМАЦИЯ: •0 Curie Tempery для Iron = 770 CELISIUS *0 Кюриная температура для Cobalt = 1100 Celsius • • Кекуриная температура для никеля = 360 Цельсия • Метан (например,g., в Bunsen Bearner) температура жжения = около 1,950 Celsius • Пропан (например, пропановый факел) температура горения = около 2000 CELSIUS 1. Канадские никели, сделанные до 1981 года больше никеля, чем в новых монетах, поэтому они сильнее притягиваются к магниту. 1. Рисунок 2 и метод, предложенный Дэвидом Тейлором, PTRA, Кентукки. 1. Это задание было рассмотрено Дэйвом МакКареном, PTRA, PA 2. См. Sargent-Welch WLS1762-46 Двусторонний прозрачный компас 3. Предложено Дейлом Фриландом, PTRA, MI 1. Значения этих сил зависят от размера и расстояния между кольцевыми магнитами. . Приведенные значения являются произвольными. 1. Гвоздь должен быть размагничен. Инструкции по размагничиванию см. в Мероприятии 12. 1. Дата обращения 18.07.2012 2. Дата обращения 18.07.2012 3. Карта из руководства Operation Physics по магнетизму 1. Примечание : Чтобы быть уверенным, какой конец изначально является северным полюсом; мы предлагаем, чтобы один ученик держал провод за оба конца, а другой ученик перерезал провод. 1. Дно стаканчика из пенопласта отлично плавает. 1. Схема из руководства по физике операций по магнетизму. 2. Схема из руководства Operation Physics по магнетизму. Магнит Bar — определение, свойства, применение — Teachoo Последнее обновление: 30 апреля 2020 г., автор: Во-первых, давайте посмотрим, что такое Магнит. Что такое магнит Это объект, который притягивает другие объекты, такие как железо, сталь и т. д. Пример Если мы поднесем кусок железа к магниту, он притянется к магниту. Если мы соединим 2 магнита, они также притянутся друг к другу. Что такое стержневой магнит? Стержневой магнит представляет собой прямоугольный магнит. Это постоянный магнит У него два полюса — Северный полюс и Южный полюс Свойства барного магнита Поскольку стержневой магнит является постоянным магнитом, он будет иметь те же свойства, что и постоянный магнит. Его свойства У него два полюса — Северный полюс и Южный полюс Притягивает частицы железа и стали. Одинаковые полюса отталкиваются, разные полюса притягиваются При свободном подвешивании северный полюс магнита указывает на северный полюс земли. Это постоянные магниты — они не теряют своего магнетизма. Магнитное поле максимально на полюсах и минимально по направлению к центру. Линии магнитного поля в стержневом магните Если бы мы посыпали стержневой магнит железными опилками, они расположились бы в таком виде Такое расположение железных опилок на самом деле является силовыми линиями магнитного поля. Которые мы изучим в следующем посте — Линии магнитного поля Использование барного магнита Поскольку стержневой магнит является постоянным магнитом, он будет использоваться так же, как и постоянный магнит. Его использование Магниты используются в компасе Стержневые магниты используются в магнитах на холодильник. Они используются для сканирования тела, например, при МРТ (магнитно-резонансной томографии). Алнико и неодимовый стержневой магнит На самом деле, Бар-Магнит обычно бывает двух типов. Алнико Бар Магнит — Состоит из алюминия, никеля, кобальта и железа Неодимовый стержневой магнит — Состоит из неодима, бора и железа. Вопросы Q1 Страница 224 — Почему стрелка компаса отклоняется, если ее поднести к стержневому магниту? Посмотреть ответ Q1 Страница 228 — Нарисуйте силовые линии магнитного поля вокруг стержневого магнита. Посмотреть ответ Q2 Страница 228 — Назовите свойства силовых линий магнитного поля. Посмотреть ответ Q3 Страница 228 — Почему две силовые линии магнитного поля не пересекаются? Посмотреть ответ Магнетизм и магнитные свойства | Энциклопедия.com Магнетизм является свойством материи и проявляется в различных формах и степенях в различных материалах Земли, которые действуют как проводники и изоляторы. Например, при низких температурах металлические системы проявляют либо сверхпроводящий, либо магнитный порядок. Степень магнетизма вещества обусловлена ​​собственным магнитным дипольным моментом его электронов. Степень магнетизма также называется намагниченностью и определяется как суммарный магнитный дипольный момент вещества на единицу объема. В девятнадцатом веке Майкл Фарадей первым начал классифицировать вещества по их магнитным свойствам. Фарадей классифицировал их как диамагнетики или парамагнетики и основывал свою классификацию на силе, действующей на материалы при помещении их в неоднородное магнитное поле . Диамагнетики обладают отрицательной магнитной восприимчивостью, т. е. это материалы, у которых намагниченность и магнитное поле противоположны.Все электроны в атомах диамагнетиков спарены, и собственный магнитный момент отсутствует. Когда материал помещается в магнитное поле, его атомы приобретают индуцированный магнитный момент, направленный в направлении, противоположном внешнему полю, и материал становится магнитным. Создаваемое диамагнитное поле противодействует внешнему полю, хотя это диамагнитное поле очень слабое (за исключением сверхпроводников). Если атомы материала не имеют собственного магнитного момента, то диамагнетизм является единственным магнитным свойством материала, и материал называется диамагнетиком.Медь проявляет такой диамагнетизм. Парамагнетики обладают слабой положительной магнитной восприимчивостью и их атомы обычно имеют неспаренные электроны одного спина. Некоторые металлов , редкоземельные элементы и актиниды являются парамагнитными. Все магнитные моменты электронов в их атомах полностью не компенсируются, и у каждого атома есть магнитный момент. Таким образом, такие материалы обладают постоянным магнитным моментом и могут взаимодействовать с магнитным полем. Внешнее магнитное поле имеет тенденцию выравнивать магнитные моменты в направлении приложенного поля, но тепловое движение имеет тенденцию изменять направления.Если только относительно небольшие доли атомов выровнены с полем, то намагниченность подчиняется закону Кюри. Закон Кюри гласит, что если приложенное магнитное поле увеличивается, намагниченность материала также увеличивается. Это связано с тем, что более сильное магнитное поле будет выравнивать большее количество диполей. Закон Кюри также утверждает, что намагниченность уменьшается с увеличением температуры . Магнитное поле, создаваемое выровненными магнитными моментами парамагнетиков, усиливает внешнее поле, но при стандартных температурах оно в среднем не более чем в 10 раз сильнее, чем диамагнитное поле, и поэтому еще очень слабое. Ферромагнитные материалы обладают самой высокой магнитной восприимчивостью. В этих материалах спины соседних атомов выравниваются даже в отсутствие внешнего поля благодаря квантовому эффекту, известному как обменная связь. Помимо железа примерами ферромагнитных материалов являются никель, кобальт и альнико, сплав алюминия-никеля-кобальта . В этих материалах, во всех металлах, электроны создают постоянные дипольные моменты, которые могут выравниваться с моментами своих соседей, создавая магнитные домены, создающие магнитное поле.Выше определенной температуры, называемой температурой Кюри, ферромагнитный материал перестает быть ферромагнитным, потому что добавление тепловой энергии увеличивает движение атомов, тем самым нарушая выравнивание дипольных моментов. Затем материал становится парамагнитным со слабой магнитной восприимчивостью. Магнитные домены ферромагнитных материалов позволяют превращать их в постоянные магниты. Если ферромагнитный материал помещается в сильное магнитное поле, его магнитные домены сходятся в большие домены, выровненные с приложенным извне полем.После снятия внешнего поля электроны сохраняют ориентацию, и магнетизм остается. Примером устройства, включающего диамагнетик, является металлоискатель. В этом приборе магнитное поле создается электромагнитом, который затем формирует вихревые токи. Магнитные поля от наведенных токов, в свою очередь, улавливаются металлоискателем в виде малых токов. См. также Атомная теория; атомы; Корональные выбросы и магнитные бури; методы знакомства; Электричество и магнетизм; Ферромагнитный; Географические и магнитные полюса; Магнитное поле; Палеомагнетизм Может ли магнит потерять свои свойства? Все знают, что такое магнит, но не все понимают магнитные свойства и то, как на них влияют время, температура, износ и внешние магнитные поля.Магниты сделаны из ферромагнитных материалов и имеют крошечные магнитные домены. В естественном состоянии эти домены не выровнены и практически не проявляют магнетизма. При приложении сильного магнитного поля происходит выравнивание, и материал становится магнитным Типы магнитов Магниты могут быть постоянными, сохраняющими свое магнитное выравнивание после намагничивания, или временными, такими как электромагниты, которые теряют свой магнетизм при удалении магнитного поля.Различные материалы обладают магнитными свойствами, в том числе: Постоянный магнит Постоянные магниты обычно изготавливаются из комбинации материалов. Общие типы включают в себя: Alnico: Сплав алюминия, никеля, железа и кобальта с хорошей коррозионной стойкостью и практический до 425 °C. Неодим: Мощные неодимовые магниты, изготовленные из неодима, железа и бора, часто покрытые гальваническим или эпоксидным покрытием для повышения коррозионной стойкости и ограниченные до 200 °C. Самарий: Изготовлен из кобальта и самария, дорогой, мощный, устойчивый к коррозии и выдерживает температуру до 350°С. К факторам, вызывающим потерю магнитных свойств, относятся: Эрозия: Магнитная сила напрямую зависит от физических размеров, поэтому износ, а также отколотые части приводят к меньшей магнитной силе. Ферритовый магнит особенно чувствителен к сколам. Повышенная температура: Магнитные материалы теряют магнитные свойства при нагревании, но восстанавливают магнитные свойства при охлаждении при условии, что максимальная температура ниже их температуры Кюри. При температуре выше температуры Кюри магнит полностью или частично теряет свой магнетизм. Внешние магнитные поля: Сильные противоположные магнитные поля могут привести к тому, что магнитные домены потеряют свою ориентацию и перейдут в более низкое энергетическое состояние, где они не выровнены.Эту тенденцию можно уменьшить, добавив материалы, которые помогают удерживать магнитные домены в правильной ориентации. Время: Хотя магнит со временем становится слабее, скорость естественного размагничивания зависит от рабочей температуры и внешних магнитных полей и занимает много лет, если магнит поддерживается при температуре ниже максимальной рабочей температуры. Выбор подходящего магнита Существует множество факторов, влияющих на выбор наилучшего магнита для каждого применения.К ним относятся стоимость, необходимая магнитная сила, устойчивость к коррозии, форма и рабочая температура. Если вы столкнулись с проблемой поиска подходящего магнита для вашего приложения, отправьте нам подробную информацию о том, что вам нужно, и позвольте нам порекомендовать лучший магнит для вашего приложения. 3 свойства магнита Каковы 3 свойства магнита? 3 свойства магнита: Три свойства, которыми обладают все магниты, заключаются в том, что все они притягивают определенные металлы , у них есть северный и южный полюса, и два одинаковых полюса будут отталкивать друг друга, в то время как противоположные полюса будут притягиваться к каждому разное.6 апреля 2021 г. Каковы свойства магнита? Магниты обладают следующими свойствами: Все магниты имеют два полюса: северный полюс и южный полюс. Магниты притягивают ферромагнитные материалы, такие как железо, никель и кобальт. Магнитная сила магнита сильнее на его полюсах, чем в середине. Какие 4 свойства магнита? Каковы 4 свойства магнита Магниты притягивают ферромагнитные вещества. Одноименные полюса магнита отталкиваются, а разноименные притягиваются. Подвешенный магнит всегда останавливается в направлении север-юг. Полюса магнита парные. Какие пять свойств магнита? Магниты обладают следующими свойствами: Магниты притягивают ферромагнитные материалы, такие как железо, никель и кобальт. Все магниты имеют два полюса: северный полюс и южный полюс.Не бывает магнитов, содержащих только один полюс. Подобные полюса двух магнитов отталкиваются друг от друга; противоположные полюса двух магнитов притягиваются… Разблокируйте. Какие 3 факта о магнитах? Мы собрали десять наших любимых фактов ниже — попробуйте запомнить некоторые из них и произвести впечатление на своих друзей и семью! Магниты окружены невидимым магнитным полем. Магниты генерируют бесконтактную силу. Только железо, никель или кобальт являются магнитными металлами. Земля имеет магнитное ядро ​​из железа. Каковы 2 свойства магнита? Решение: у магнита есть два свойства: (i) Магнит всегда имеет два полюса: северный полюс и южный полюс. (ii) Одинаковые магнитные полюса отталкиваются друг от друга, а разные магнитные полюса притягиваются. Какие существуют 3 основных типа магнитов? Существует три типа магнитов: постоянные магниты, временные магниты и электромагниты .Постоянные магниты излучают магнитное поле без необходимости в каком-либо внешнем источнике магнетизма или электроэнергии. Каковы три свойства викторины-магнита? Термины в этом наборе (36) Какие три свойства магнита? Магниты притягивают железо и материалы, содержащие железо, они притягивают или отталкивают другие магниты , и одна часть магнита всегда будет указывать на север, когда ему позволяют свободно качаться. Каковы три основных свойства магнитов? Напишите два-три абзаца, объясняющих все три свойства? 3 свойства магнита: Три свойства, которыми обладают все магниты, заключаются в том, что все они притягивают определенные металлы, имеют северный и южный полюса, и два одинаковых полюса будут отталкивать друг друга , а противоположные полюса будут притягиваться друг к другу . Каковы 4 основных свойства магнитных силовых линий? Магнитные силовые линии обладают следующими свойствами: Каждая линия представляет собой замкнутую и непрерывную кривую. Они берут начало на северном полюсе и заканчиваются на южном полюсе. Они никогда не пересекутся. Они толпятся возле полюсов, где сильное магнитное поле. Каковы свойства магнита класса 6? Свойства магнитов Магнит притягивает к себе магнитные материалы. Свободно подвешенный стержневой магнит всегда ориентируется в направлении север-юг. Разноименные полюса притягиваются друг к другу, а разноименные полюса отталкиваются. Магнит с одним полюсом не существует. Из каких частей состоит электромагнит? Для создания электромагнита необходимы три основные детали: железный сердечник, медная проволока и источник электричества . Изменения в каждой из этих частей электромагнита повлияют на общую силу магнита. Какие свойства магнитов делают их полезными в повседневной жизни? Магниты используются для герметичного закрытия дверей холодильников и морозильников . Они питают динамики в стереосистемах, наушниках и телевизорах. Магниты используются для хранения данных в компьютерах и играют важную роль в сканирующих машинах, называемых МРТ (магнитно-резонансными томографами), которые врачи используют для изучения человеческого тела. Что такое магнит для детей? Магнит — это камень или кусок металла, который может притягивать к себе определенные виды металла.Сила магнитов, называемая магнетизмом, является основной силой природы, подобно электричеству и гравитации. Магнетизм работает на расстоянии. Это означает, что магниту не обязательно касаться объекта, чтобы притянуть его. Какие 2 факта о магнитах? Магнит всегда имеет северный и южный полюса . Если разрезать магнит пополам, получится два магнита, каждый с двумя полюсами. При ударе по магниту он теряет свои магнитные свойства. Нагревание магнита — еще один способ лишить его магнитных свойств. Как бы вы описали магнит? Магнит — это кусок металла с сильным притяжением к другому металлическому предмету . Притяжение, создаваемое магнитом, называется «магнитным полем». … Большинство магнитов сделаны из железа или сплава железа, и магниты лежат в основе многих обычных предметов, таких как кассеты, кредитные карты, игрушки и компасы. Каковы свойства силовых линий магнитного поля класса 12? Линии магнитного поля Линии и непрерывны вне магнита, силовые линии начинаются с северного полюса и заканчиваются на южном полюсе. Они образуют замкнутые петли, проходящие внутри магнита. … Большее количество близких линий указывает на более сильное магнитное поле. Линии не пересекаются. Какие существуют 3 метода изготовления магнитов? Существует три метода изготовления магнитов, а именно: метод одного касания, метод двойного касания и использование электрического тока . Какие бывают 4 вида магнитов? Обычно существует четыре категории постоянных магнитов: неодим-железо-бор (NdFeB), самарий-кобальт (SmCo), альнико и керамические или ферритовые магниты . Что такое стержневой магнит и его свойства? Стержневой магнит — это магнит, изготовленный из ферромагнитных материалов . Ферромагнитные вещества придают магниту свойство магнетизма. Как следует из названия, стержневой магнит представляет собой прямоугольную часть магнита, которая, как и другие магниты, при свободном подвешивании выравнивается вдоль магнитного поля Земли. Как магнитные свойства Земли объясняют работу компаса? Компас работает , обнаруживая естественные магнитные поля Земли .… Это позволяет игле лучше реагировать на близлежащие магнитные поля. Поскольку противоположности притягиваются, южный полюс стрелки притягивается к естественному магнитному северному полюсу Земли. Так мореплаватели умеют различать север. Что такое викторина-магнит? Магнит. Металлический предмет, который притягивает другие предметы из железа, стали или некоторых других металлов . Чем Земля похожа на магнит? Почему Земля похожа на магнит? Магнитное поле Земли в основном вызвано электрическими токами в жидком внешнем ядре , которое состоит из проводящего расплавленного железа.… Издалека Земля выглядит как большой магнит с северным и южным полюсами, как и любой другой магнит. Какое свойство магнита используется в компасе? Когда магнит свободно подвешен в воздухе с помощью нити, он стремится выровняться в географическом направлении север-юг. Это свойство магнита известно как свойство директивы цели . Направляющее свойство магнита используется в конструкции компаса. Какое утверждение описывает свойство магнитов? Объяснение: Магнит притягивает железные материалы Железные материалы представляют собой металлические вещества или проводники, которые могут проводить тепло и электричество.Примеры этих черных металлов включают железо, металл и т. д. Каковы два свойства магнитной силовой линии? Направление силовых линий внутри магнита от Южного полюса к Северному полюсу. Магнитные линии не пересекаются друг с другом. Сила магнитных линий везде одинакова и пропорциональна тому, насколько близко расположены линии . Что такое магнитные силовые линии Назовите два свойства силовых линий? Свойства магнитных силовых линий следующие.(а) Линии магнитного поля выходят из северного полюса. б) они сливаются на южном полюсе. (c) Направление силовых линий внутри магнита от южного полюса к северному полюсу. Что такое класс магнитной силы 4? магнитная сила, притяжение или отталкивание, возникающее между электрически заряженными частицами из-за их движения . Это основная сила, ответственная за такие эффекты, как действие электродвигателей и притяжение магнитов к железу. Какое свойство магнитной проницаемости у магнитных материалов Mcq? Что такое свойство магнитной проницаемости магнитных материалов? Объяснение: Основная операция магнитного материала состоит в формировании магнитного потока . Проницаемость — это способность материала определять, насколько легко устанавливается магнитный поток. 3. Каково свойство направленности магнитов? Свойство направленности магнитов гласит, что свободно подвешенный магнит всегда указывает в географическом направлении север-юг .Каждый магнит, независимо от его формы, имеет северный полюс и южный полюс. Каковы 3 применения электромагнитов? Применение электромагнитов Двигатели и генераторы. Трансформеры. Реле. Электрические звонки и зуммеры. Громкоговорители и наушники. Приводы, такие как клапаны. Аппаратура магнитной записи и хранения данных: магнитофоны, видеомагнитофоны, жесткие диски. аппаратов МРТ. Что такое электромагнит дать три использования электромагнитов? (i) Электромагниты используются в ряде электрических приборов, таких как электрические звонки и электрические зуммеры . (ii) Они используются в электродвигателях, которые находят широкое применение в вентиляторах, стиральных машинах и т. д. (iii) Очень сильные электромагниты используются на фабриках и кранах для подъема тяжелых металлических изделий. Какие основные части электромагнита? Электромагниты состоят из катушек , обычно медных, плотно намотанных на многослойный сердечник из ферромагнитного материала (мягкое железо, сталь, кобальт) .Электромагнитам требуется система охлаждения, обычно водяная, для утилизации тепла, выделяемого рассеянным электричеством. Что такое магнит для 3 класса? Магнит — это объект, который может притягивать некоторые металлы, например железо. Статическое электричество также может притягивать предметы, не касаясь их , но работает немного по-другому. Он может притягиваться и отталкиваться из-за электрических зарядов. 52 Свойства магнита Магнетизм | Доктор.Биноки Шоу | Обучающие видео для детей Свойства магнита Магнетизм | #аумсум #дети #наука #образование #дети Похожие запросы какие свойства магнита 4 свойства магнита какие свойства магнита класса 6 5 свойства магнита отталкивающие свойства магнита что такое магнит свойства магнита класса 12 притягательные свойства магнита Смотрите больше статей в категории: Часто задаваемые вопросы Кнопка «Вернуться к началу» Магниты и магнетизм, магнитное поле эта информация на этой странице все еще находится в черновой форме Введение Древние греки знали, что порода с магнитными свойствами, известная как магнитный камень или магнетит, притягивает железо.Компас, важное устройство для навигации, имеет подвешенный магнит, который выравнивается параллельно магнитному полю, создаваемому Землей, и в результате указывает на компас. нагреванием и закалкой в ​​воде. Известно, что викинги использовали магнитный камень для навигации. К концу двенадцатого века европейцы использовали этот простой компас для навигации. Стальная игла, по которой скользили таким «магнитом», тоже становилась «магнитной». В 1600 году Уильям Гилберт (также известный как Гилберд) из Колчестера в своей работе De Magnet предложил объяснение работы компаса и того, что сама Земля представляет собой гигантский магнит, магнитные полюса которого находятся на некотором расстоянии от географических ( т.е. вблизи точек, определяющих ось, вокруг которой вращается Земля). Он сделал экспериментальную модель Земли, создав сферу магнитного камня. Свойства магнитов Уильям Гилберт также экспериментировал со стержневыми магнитами и обнаружил следующие свойства: Магнит всегда будет иметь два полюса, которые мы условно называем северным и южным.Если магнит разбит на две части, это создаст два новых магнита с северным (N) и южным (S) полюсами. Если стержневой магнит разломить пополам, то при разломе в месте разлома образуются новые северный и южный полюса. Свойства магнитов Одинаковые полюса отталкиваются друг от друга. Если полюс N приблизить к полюсу N второго магнита, будет ощущаться сила отталкивания. Точно так же, если полюс S приблизить к полюсу S другого магнита, два магнита будут отталкивать друг друга. В отличие от палок притягиваются и слипаются. Магниты притягивают материалы, богатые железом, и одинаковые полюса, и отталкивание между одинаковыми полюсами можно уменьшить, если между ними поместить полоску железа. Доменная теория магнетизма Как мы можем объяснить эти интригующие свойства? Теория доменов утверждает, что внутри магнита есть небольшие области, в которых магнитное направление всех атомов выровнено в одних и тех же направлениях. Эти области известны как домены. Внутри домена выравнивание магнитного направления одинаково. В следующем домене она может быть совершенно в другом направлении. В среднем по многим доменам в магните нет предпочтительного направления магнитной силы. Однако, используя внешнее магнитное поле от другого магнита, скажем, направление магнитного направления в каждом домене может быть совмещено с магнитным полем, чистое магнитное поле может быть увеличено. Почему формируются магнитные домены? Рассмотрим стержневой магнит, намагниченный таким образом, что весь магнит образует единый магнитный домен.Поверхностные заряды появятся на обоих концах кристалла. С поверхностными зарядами связано вторичное магнитное поле, называемое размагничивающим полем, которое уменьшает магнитное поле. Энергия поверхностных зарядов называется магнитостатической энергией. Формирование домена в магните Магнитостатическую энергию можно уменьшить, если кристалл образует второй домен, намагниченный в противоположном направлении. Таким образом, разделение положительных и отрицательных поверхностных зарядов уменьшается, уменьшая пространственную протяженность размагничивающего поля. Естественно может возникнуть вопрос, если магнитостатическая энергия уменьшается за счет образования доменов, могут ли они продолжать формироваться бесконечно? На что ответ нет. Причина в том, что энергия требуется для создания и поддержания области перехода от одного домена к другому, доменной стенки. Равновесие будет достигнуто, когда магнитостатическая энергия будет равна энергии, необходимой для поддержания доменных стенок. Однако домены намного больше, чем отдельные молекулы внутри магнита. Есть только 4 ферромагнитных элемента при комнатной температуре. Из них железо (Fe), никель (Ni) и кобальт (Co) показаны выше. Четвертый – гадолиний (Gd). На рисунках ниже показано образование, которое стало видимым с помощью магнитных коллоидных взвесей, концентрирующихся по границам доменов. Границы доменов можно визуализировать поляризованным светом, а также с помощью электронной дифракции. Наблюдение за движением границ доменов под влиянием приложенных магнитных полей помогло в развитии теоретических трактовок.Показано, что образование доменов минимизирует магнитный вклад в свободную энергию. Если к кристаллу приложить магнитное поле, домены, ориентированные на магнитное поле, будут расти за счет доменов, направленных в других направлениях. Атомная теория магнетизма Мы знакомы с моделью атома с ядром, которое содержит протоны и нейтроны, а электрон вращается вокруг ядра. Внутри атома электроны ведут себя так, как если бы они были магнитами.Электроны, протоны и нейтроны имеют магнитный дипольный момент, однако магнитный момент электрона является наиболее значительным. На самом деле ему удобно присвоить единицу, называемую магнетоном Бора, которая равна магнитному дипольному моменту электрона. (μ B = м /2 e = 9,274 x 10 -24 J T -1 ) В дополнение к магнитному дипольному моменту электронов тот факт, что электроны вращаются вокруг ядра, создает второе магнитное поле, создаваемое движущимся зарядом вокруг ядра. Магнитное поле Свойства магнитов Напряженность магнитного поля обозначена символом Н в единице Тесла Плотность магнитного потока обозначена символом В и выражается в единицах (Вт·м -2 ) Для измерения магнитного поля, вызванного током, используется закон Био-Савара Магнитное поле является векторным полем, что означает, что оно имеет величину и направление для каждой точки пространства. Сила и направление магнитного поля в любой точке определяются с точки зрения силы, действующей на движущуюся заряженную частицу, такую ​​как электрон.Сила, создающая магнитное поле, исходит из уравнения Лоренца без учета электрического поля. путем измерения силы на единичном испытательном заряде. Магнитуда и направление исходят из уравнения силы Лоренца. F = q ( v x B ) Поскольку мы имеем дело с векторным произведением, направление силы является направлением, перпендикулярным плоскости v и B . тогда величина силы равна F = q v B sin θ , где тета — это угол между B и v . Магнитное поле – это силовые линии, создаваемые магнитом.Поскольку магнитный монополь так и не был найден, говорить о точечном магнитном заряде не имеет смысла. Вместо этого линии магнитного поля образуют замкнутые петли вдоль линии равной магнитной силы. Сила магнитного поля определяется количеством силовых линий, проходящих через единицу площади. Чем больше силовых линий, тем сильнее магнитное поле. Единица напряженности магнитного поля известна как Гаусс и определяется как одна силовая линия магнитного поля на квадратный сантиметр. Направление линии поля можно было определить с помощью стрелки компаса.Его направление создает касательную линию к магнитному полю в этой точке. По соглашению острие стрелки на силовых линиях магнитного поля указывает на южный магнитный полюс и в сторону от северного магнитного полюса. Магнитные полюса всегда встречаются парами, никто никогда не находил магнитный монополь, хотя есть исследования их возможного существования. На изображении показаны силовые линии, создаваемые стержневым магнитом. На лист бумаги насыпают железные пломбы и кладут под бумагу стержень-магнит.Железные пломбы выстраиваются в линию и показывают интенсивность магнитного поля. Source величина B (t) Фен ~ 10 9089 ~ 10 -7 -10 -3 Sunlight ~ 3 x 10 -6 Цвет телевизоров ~ 10 -6 Небольшой бар магнит будет производить ~ 10 -2 на солнцем B ~ 0.3 MRI Body Scanner Magnet ~ 2 Requach Physica ~ 50 Поле на поверхности нейтронной звезды ~ 10 8 Типы магнетизма Перед обсуждением различных типов магнетизма нам необходимо прояснить несколько определений, которые используются для классификации типов магнетизма. Магнитная чувствительность По мере увеличения магнитного поля увеличивается магнитный поток.Мы обозначаем напряженность магнитного поля как H и магнитный поток как B константа пропорциональности μ 0 это известно как магнитная диэлектрическая проницаемость В вакууме μ 0 имеет значение 4π x 10 -7 H m -1 в единицах СИ Для других материалов эта пропорциональность выражается относительной диэлектрической проницаемостью, мк r Восприимчивость χ определяется через относительную диэлектрическую проницаемость. χ = (μ r — 1) Ферромагнетизм Это когда большая часть отдельных атомных магнитных моментов выстраивается в линию и создает сильное магнитное поле.Утюг сильно ферромагнетик. Внешнее магнитное поле можно использовать для выравнивания атомных магнитных моментов. Когда внешнее магнитное поле удаляется, магнитные моменты остаются в одном и том же направлении при условии, что они не подвергаются удару или нагреваются выше температуры Карри, когда тепловое движение может случайным образом изменить магнитное выравнивание. Защита от ферромагнетизма Антиферромагнитные материалы демонстрируют модели магнитного вращения с соседними атомами, спины которых расположены в противоположных направлениях.Обычно антиферромагнетизм проявляется при низких температурах. Поскольку спины компенсируют друг друга, в основном это приводит к парамагнитному поведению, но также может проявляться и к ферримагнитному поведению. Ферримагнетизм Ферромагнитный материал имеет два набора магнитных дипольных моментов, направленных в противоположных направлениях. Магнитные моменты не компенсируют друг друга, потому что дипольный момент в одном направлении меньше, чем в другом. На графе BH ферримагнетизм подобен ферромагнетизму. Парамагнетизм Парамагнитные материалы, такие как жидкий кислород и алюминий, проявляют слабое магнитное притяжение, если их поместить рядом с магнитом. Некоторые атомы или ионы в материале обладают чистым магнитным моментом из-за неспаренных электронов на частично заполненных орбиталях. В присутствии поля происходит частичное выравнивание атомных магнитных моментов в направлении поля, что приводит к чистой положительной намагниченности и положительной восприимчивости. В сильном магнитном поле парамагнитные материалы становятся магнитными и остаются магнитными, пока присутствует поле.Когда сильное магнитное поле удаляется, чистое магнитное выравнивание теряется, и магнитные диполи релаксируют до случайного движения. Диамагнетизм Диамагнетики состоят из атомов, не имеющих суммарных магнитных моментов. Однако при воздействии поля возникает слабая отрицательная намагниченность, вызывающая отталкивание вместо притяжения. Диамагнетики имеют отрицательную магнитную восприимчивость с магнитным полем от -10 до -10 -4 Многие распространенные материалы являются диамагнетиками и, следовательно, в присутствии очень сильных магнитных полей отталкивание, вызванное диамагнетизмом, может заставить предметы левитировать даже лягушек. Магнитные свойства элементов периодической таблицы Квантовая теория магнетизма Все это очень хорошо, но немного странно, почему только некоторые элементы являются магнитными, а другие нет. Чтобы объяснить почему, требуется информация об атомной структуре элементов и о том, как они взаимодействуют. Для объяснения нам нужна квантовая физика. Магнитный момент состоит из двух различных источников. Электрон — это частица, имеющая собственный спин, который может принимать значения ± 1/2 ħ.В ядре также есть протоны и нейтроны, которые также имеют свои собственные спины, однако магнитный момент обратно пропорционален массе, поэтому по сравнению с электроном магнитный момент ядра минимален. Магнетон Бора – это единица измерения магнитного дипольного момента электрона: μ B = e ħ/(2m e ) В единицах СИ это мк B = 9,274 x 10 -24 А·м 2 Существует также вклад в магнитный момент, производимый электроном, движущимся вокруг ядра, можно рассматривать как действующую петлю тока.Величина магнитного момента связана с угловым моментом электрона, движущегося вокруг ядра. Мы можем вычислить вклад в магнитный момент электрона. Рассмотрим электрон с массой 90 146 м 90 147 и зарядом 90 146 e 90 147, вращающийся по фиксированной круговой орбите на расстоянии 90 146 R 90 147 от центра. Электрон движется с постоянной скоростью v Угловой момент электрона равен J = R x м e v = м e R v n4 3 n4 3 Ток, создаваемый электронами, движущимися по орбите, определяется из определения тока как потока заряда в единицу времени или I = dQdt = — e / T . Мы можем переписать магнитный момент через Дж как γ Дж (если принять γ = — e / (2 м e )) Мы называем γ гиромагнитным отношением Если Дж = м ħ, μ = — м( e ħ/(2 м e )) = м μ B Повторные ссылки Заметки о магнетизме — Бирмингемский университет. Magnet Man Классные эксперименты с магнитами Инженерный факультет Кембриджского университета Университет Делавэра — магнетизм Киттель Физика твердого тела Твердое тело — от сверхпроводников к суперсплавам Магниты | Физика Цели обучения К концу этого раздела вы сможете: Опишите разницу между северным и южным полюсами магнита. Опишите, как магнитные полюса взаимодействуют друг с другом.   Рис. 1. Магниты бывают разных форм, размеров и прочности. У всех есть как северный полюс, так и южный полюс. Никогда не бывает изолированного полюса (монополя). Все магниты притягивают железо, например, в дверце холодильника. Однако магниты могут притягивать или отталкивать другие магниты. Эксперименты показывают, что все магниты имеют два полюса. При свободном подвешивании один полюс будет указывать на север.Таким образом, два полюса называются северным магнитным полюсом и южным магнитным полюсом (или, точнее, полюсами, ищущими север и ищущими юг, из-за притяжения в этих направлениях). Универсальные характеристики магнитов и магнитных полюсов Общей характеристикой всех магнитов является то, что одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются . (Обратите внимание на сходство с электростатикой: разноименные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.) Дальнейшие эксперименты показывают, что невозможно разделить северный и южный полюса так, как можно разделить + и — заряды.   Рис. 2. Один конец стержневого магнита подвешен на нити, указывающей на север. Два полюса магнита помечены буквами N и S для поиска на север и на юг соответственно. Предупреждение о неправильном представлении: географический северный полюс Земли скрывает S Земля действует как очень большой стержневой магнит с южным полюсом вблизи географического Северного полюса.Вот почему северный полюс вашего компаса притягивается к географическому северному полюсу Земли — потому что магнитный полюс, который находится рядом с географическим северным полюсом, на самом деле является южным магнитным полюсом! Путаница возникает из-за того, что географический термин «Северный полюс» стал использоваться (неверно) для обозначения магнитного полюса, расположенного вблизи Северного полюса. Таким образом, «Северный магнитный полюс» на самом деле неправильное название — его следует называть Южным магнитным полюсом.   Рисунок 3. Разные полюса притягиваются, а одинаковые полюса отталкиваются. Рисунок 4. Северный и южный полюса всегда встречаются парами. Попытки разделить их приводят к большему количеству пар полюсов. Если мы будем продолжать расщеплять магнит, то в конце концов придем к атому железа с северным полюсом и южным полюсом — их тоже нельзя разделить. Тот факт, что магнитные полюса всегда встречаются парами северного и южного, верен, начиная с очень большого масштаба — например, солнечные пятна всегда возникают парами северного и южного магнитных полюсов — вплоть до очень малого масштаба.Магнитные атомы имеют как северный, так и южный полюс, как и многие типы субатомных частиц, такие как электроны, протоны и нейтроны. Установление соединений: домашний эксперимент — магниты на холодильник Мы знаем, что одинаковые магнитные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются. Посмотрите, сможете ли вы показать это для двух магнитов на холодильник. Прилипнут ли магниты, если их перевернуть? Почему они все равно прилипают к двери? Что вы можете сказать о магнитных свойствах двери рядом с магнитом? Прилипают ли магниты на холодильник к металлическим или пластиковым ложкам? Они прилипают ко всем типам металлов? Резюме раздела Магнетизм — это предмет, который включает в себя свойства магнитов, влияние магнитной силы на движущиеся заряды и токи, а также создание магнитных полей токами. Существует два типа магнитных полюсов, называемых северным магнитным полюсом и южным магнитным полюсом. Северные магнитные полюса — это те, которые притягиваются к географическому северному полюсу Земли. Одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Магнитные полюса всегда встречаются парами северный и южный — невозможно изолировать северный и южный полюса. Концептуальные вопросы 1. Похожие записи 21.11.2024 0 Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании 19.11.2024 0 Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка 19.11.2024 0 Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт