Podstawa magnetyczna do eksperymentów

Transkrypt

1 IMPORTER: educarium spółka z o.o. ul. Grunwaldzka 207, Bydgoszcz tel. (52) , fax (52) info@educarium.pl portal edukacyjny: sklep internetowy: Prostokątne transparentne pudełko zawiera magnetyczny proszek w roztworze wodnym i umoŝliwia obserwację pól magnetycznych. Kiedy magnes znajduje się w pobliŝu, oddziałuje on na proszek, który staje się częściowo namagnesowany. Cząstki namagnesowanego proszku przyciągają się wzajemnie i grupują w linie, które reprezentują obraz pola magnetycznego. Pole magnetyczne nie układa się w linie, ale linie uŝywane są do pokazania jego obecności i kształtu. Szczegółowiej zostało to opisane w tej broszurce. magnetyczne powstające wokół magnesu. pokazuje przekrój poprzeczny przez trójwymiarowe pole Bieguny magnetyczne Bieguny magnesu są miejscami o najmocniejszej sile magnetycznej. Bieguny zawsze występują w parach i nazywane są odpowiednio biegun północny i biegun południowy. Biegun północny odpycha inne bieguny północne i analogicznie południowy inne południowe. Biegun północny i biegun południowy przyciągają się wzajemnie. Zatem te same bieguny odpychają się, a przeciwne przyciągają. ZACHOWAJ OSTROśNOŚĆ NaleŜy ostroŝnie obchodzić się z Podstawą magnetyczną. Unikać upuszczenia i przystawiania jej do kaloryfera, który jest gorący. Transparentne pudełko moŝe pęknąć lub zarysować się. Magnesy mogą rozmagnesować się, kiedy wstrząśniesz lub ogrzejesz podstawę. Jeśli transparentne pudełko jest brudne, umyj je wodą z delikatnym mydłem. W podstawie moŝe się pojawić niewielkie nagromadzenie bąbelków, co jest spowodowane przedostaniem się powietrza do cieczy. Stają się małe i rozlegle ułoŝone po przygotowaniu do uŝycia i nie wpływają na funkcje podstawy. Uwaga: Magnesy mogą uszkodzić pamięci magnetyczne róŝnych przedmiotów. Nie umieszczaj magnesów blisko kaset magnetofonowych, kaset video, kart kredytowych, zegarków, dysków twardych lub innych dysków komputerowych.

2 Przygotowanie podstawy magnetycznej do eksperymentów Gruntownie wymieszaj cząstki w cieczy poprzez trzymanie podstawy poziomo i obrócenie do pionu, a następnie obracaj wkoło jak sterem. Kontynuuj, dopóki cząstki nie będą jednolicie rozmieszczone. Kiedy cząstki w podstawie magnetycznej zostały dobrze wymieszane, jest ona gotowa do uŝycia; do formowania obrazów pól magnetycznych. Konieczne jest dokonanie redystrybucji cieczy z medium po kaŝdym eksperymencie. ZADANIA 1. Najłatwiejszym eksperymentem jest zobaczenie, co się wydarzy, kiedy umieścimy sztabkę magnesu u góry podstawy magnetycznej. Na początku lekko puknij w środek podkładki, dopóki cząstki proszku nie ułoŝą się w linie, pokazując kształt pola magnetycznego. Dzięki puknięciu w krawędź podstawy moŝemy otrzymać lepszy obraz pola dalej o magnesu. Jaki obraz pola widzisz? Obserwuj, jak linie grupują się blisko biegunów magnesu i jak tworzą pętle, które zaczynają się i kończą na końcach magnesu (biegunach). Pole magnetyczne jest najsilniejsze tam, gdzie linie pola są najbliŝej siebie ułoŝone. NajbliŜej poukładane linie moŝesz zaobserwować przy obu biegunach magnesu. Najsłabsze pole jest w połowie odległości pomiędzy biegunami. 2

3 2. Umieść magnes pod podstawą magnetyczną, a następnie przesuń go na przeciwną krawędź. Czy widzisz podobny obraz pola? 3. Powoli opuszczaj podstawę magnetyczną nad magnesem. Jaka odległość od magnesu powoduje, Ŝe widzisz linie pola magnetycznego? Kiedy trzymasz podstawę 12 mm lub więcej nad magnesem, czy cząstki magnetycznego proszku tworzą linie inaczej niŝ wtedy, gdy podstawa leŝy bezpośrednio na magnesie? Magnes wpływa siłą na magnetyczne materiały znajdujące się w jego pobliŝu. Siła ta jest trójwymiarowa i istnieje we wszystkich kierunkach w przestrzeni wokół magnesu; tworzy pole magnetyczne. Jesteś w stanie zobaczyć pole magnetyczne, poniewaŝ proszek w roztworze wewnątrz podstawki ustawia się w linii w kierunku pola magnetycznego. Linie pola zawsze łączą się przy biegunach. Kierunek i moc pola magnetycznego zaleŝy od odległości od bieguna magnesu. 4. MoŜesz poczuć pole magnetyczne poprzez powolne wzajemne odpychanie się identycznych biegunów magnesów. Moc pola magnetycznego zaleŝy od odległości między magnesami. Jeśli zbliŝysz magnesy, pole magnetyczne będzie silniejsze. 3

4 5. Wykonaj następujące ułoŝenia magnesów i zobacz, jak zmienia się pole magnetyczne. 5A. Dwie sztabki magnesu połóŝ płasko, oddalone od siebie o połowę ich długości i równolegle. Bieguny północne i południowe poszczególnych biegunów leŝą po przeciwnej stronie. 5B. Dwie sztabki magnesów połóŝ na krawędziach, oddalone od siebie o połowę ich długości i równolegle. Bieguny północne i południowe poszczególnych biegunów leŝą po przeciwnej stronie. 5C. Dwie sztabki magnesów ułóŝ w linii biegunami północnymi do siebie. Odpychanie. 5D. Dwie sztabki magnesów ułóŝ w linii biegunami przeciwnymi do siebie; północny z południowym jeśli chcesz moŝesz pomiędzy nie wsadzić jakąś kartę powstrzymując ich przyciąganie, aby się nie połączyły. Przyciąganie. 4

5 5E. Dwie sztabki magnesu złącz ze sobą, biegunami przeciwnymi do siebie. 6. W końcu oglądnij proszek szczegółowo za pomocą szkła powiększającego. Zobacz, co robi proszek, kiedy zbliŝysz magnes. Czy moŝesz zobaczyć jak formują się linie pola? Proszek w roztworze w podstawce jest magnetyczny. Cząstki proszku czują pole magnetyczne pochodzące od magnesu i są przyciągane przez bieguny magnesu. MoŜesz zobaczyć pole magnetyczne dzięki proszkowi, który pod wpływem siły magnetycznej układa się w linie. Linie te reprezentują pole magnetyczne. Dzieje się tak, poniewaŝ materiały magnetyczne chwilowo stają się same magnesami, kiedy znajdą się w polu magnetycznym. Cząstki magnetycznego proszku takŝe przyciągają się wzajemnie, tworząc linie. Stwórz nowe obrazy pola umieszczając jeden magnes pod podstawą i następnie przemieszczaj inny magnes blisko tego pierwszego. Obserwuj zmianę kształtu pola magnetycznego. Czy moŝesz utworzyć nowy obraz pola magnetycznego przy uŝyciu więcej niŝ jednego magnesu? 7. Czy jakiś materiał moŝe zablokować działanie pola magnetycznego? Spróbuj umieścić kawałek papieru, folii aluminiowej, szkła, plastiku czy stali pomiędzy magnes i podstawkę. Czy któryś z tych materiałów zmienia pole magnetyczne? Niektóre metale są przyciągane przez magnes, a niektóre nie. Jeśli masz ochotę wykonywać eksperyment dalej uŝyj do tego zestawu krąŝków z róŝnych metali lub zestawu pasków z róŝnych metali. 5

6 8. Co wydarzy się, kiedy przyciągniesz kawałek stali do jednego bieguna magnesu? Jak wpływa on na pole? Teraz spróbuj wykryć pole magnetyczne w otoczeniu kawałka stali. Czy ma pole magnetyczne wokół siebie czy tylko, kiedy jest przyciągany przez magnes? Co powiesz o trwałości magnetyzmu i róŝnicach pomiędzy magnesem a kawałkiem stali? Stal moŝe stać się magnetyczna tylko, kiedy przyciągana jest przez inny magnes lub kiedy znajduje się w polu elektrycznym. 9. Podeprzyj podstawkę magnetyczną na jej krawędzi tak, aby wszystkie cząstki proszku ułoŝyły się na dole podstawki. 9A. Powtórz tą czynność, ale u góry podstawki przytrzymaj magnes. Co się wydarzy, kiedy usuniemy magnes? Kiedy magnes jest trzymany blisko, cząstki proszku grupują się razem w polu magnetycznym, tworząc duŝe zlepki, które spadają szybciej niŝ pojedyncze cząstki. 9B. Teraz powtórz powyŝszą czynność, trzymając magnes na dole. Co teraz się wydarzy? Przepływające obrazy zostały utworzone poprzez przesuwanie magnetycznych cząstek w jednym kierunku i przemieszczanie cieczy w przeciwnym kierunku. 9C.Spróbuj ponownie stosując pojedynczy biegun magnesu trzymać go z przodu podstawki. Jaki teraz powstał obraz pola? Pamiętaj, aby dokonać redystrybucji przed kaŝdym eksperymentem. OBSERWACJA W celu lepszej obserwacji transparentnej podstawki magnetycznej moŝna ją umieścić na białym tle lub oglądać przy pomocą projektora. 6