Co to jest magnes?
Czy zastanawiało cię kiedyś, jaka tajemnicza siła ustawia igłę kompasu na linii północ–południe? Być może nie zaskoczy cię wiadomość, że ta sama siła przyciąga magnesy do drzwi lodówki. Co to za zjawisko? Spróbujmy wspólnie rozwiązać tę zagadkę.
do czego używasz w domu magnesów,
jakie przedmioty są przyciągane przez magnes.
Zademonstrujesz oddziaływania magnetyczne.
Opiszesz oddziaływania między biegunami magnesów.
1. Magnetyt
MagnetytMagnetyt to minerał, który przyciąga różne przedmioty wykonane z żelaza. Chińczycy nazwali go z tego powodu „kochającym kamieniem”. Jest on jedną z odmian rudy żelaza.
Przyciąganie przedmiotów zachodzi dzięki oddziaływaniom nazywanym magnetycznymi. MagnesyMagnesy, czyli przedmioty, które posiadają stałe właściwości magnetyczne, używamy na co dzień: w silnikach elektrycznych, dynamach rowerowych, a nawet w zatrzaskach szafek lub przy mocowaniu narzędzi.
2. Jak oddziałują na siebie magnesy
Końce magnesów nazywamy biegunami. Każdy magnes ma dwa bieguny: północny i południowy. Na niektórych magnesach są one oznaczone dwoma kolorami (najczęściej niebieskim i czerwonym). Obejrzyjmy film, by zobaczyć, jak oddziałują na siebie bieguny magnesów. Możemy się o tym także osobiście przekonać, wykonując doświadczenie.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1Gfcp8gToCEw
Film prezentuje oddziaływania między magnesami.
Pytanie: Jak oddziałują na siebie dwa magnesy?
Hipoteza: Magnesy będą się odpychać.
dwa magnesy sztabkowe,
kawałek sznurka.
Jeden z magnesów przymocuj do kawałka sznurka.
Sznurek z magnesem przytrzymaj w jednej ręce, w drugą rękę weź magnes.
Do magnesu zawiązanego na sznurku powoli zbliżaj magnes, najpierw ustawiając go biegunem różnoimiennym do bieguna magnesu zawieszonego na sznurku, a następnie biegunem jednoimiennym.
Zaobserwuj co się dzieje w każdym z przypadków. Kiedy magnesy się odpychają, a kiedy przyciągają?
Obserwacje: Jednakowe bieguny odpychają się, a różne – przyciągają.
Wniosek: Magnesy mogą się przyciągać lub odpychać.
3. Jak magnesy oddziałują na inne przedmioty?
Starożytny grecki uczony Tales z Miletu zauważył, że przedmioty wykonane z magnetytu oddziałują z przedmiotami zawierającymi żelazo. Przeprowadźmy prosty eksperyment, aby sprawdzić, które domowe przedmioty są przyciągane przez magnesy.
Pytanie: Które przedmioty są przyciągane przez magnes?
Hipoteza: Magnes przyciąga przedmioty zawierające żelazo.
magnes na lodówkę,
spinacz,
kawałek drewna,
plastikowa butelka,
kartka papieru,
kawałek tkaniny,
kawałek ceraty,
łyżka aluminiowa,
nóż ze stali nierdzewnej,
gwóźdź metalowy,
gwóźdź stalowy,
gwóźdź aluminiowy.
Zbliżaj magnes do przedmiotów. Obserwuj, jak się zachowują magnes i badane przedmioty.
Zanotuj, które przedmioty są przyciągane przez magnes.
Obserwacje: Magnes przyciąga magnes na lodówkę, spinacz, nóż, gwóźdź metalowy i stalowy.
Wniosek: Przedmioty różnią się sposobem, w jaki oddziałują z magnesami. Te, które zawierają żelazo, są bardzo silnie przyciągane przez magnes.
Silne właściwości magnetyczne mają również ferromagnetyki do których należą żelazo, nikiel, kobalt, niektóre stopy metali np. stal. Aby ferromagnetyki stały się magnesami, należy je namagnesować poddając działaniu zewnętrznego pola magnetycznego, najczęściej elektromagnesu. Ferromagnetyki znalazły zastosowanie w budowie silników, wykorzystywane są do produkcji magnesów na lodówkę, pasków magnetycznych na kartach płatniczych czy też do zapisu danych na dysku.
4. Pole magnetyczne
Przestrzeń wokół magnesu, w której zachodzą oddziaływania (siły) magnetyczne, nazywamy polem magnetycznympolem magnetycznym.
Przekonajmy się, jak wygląda pole magnetyczne wokół różnych magnesów.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/Rwm0hLaNUrCee
Film na temat pola magnetycznego.
Pytanie: Jak działa pole magnetyczne?
Hipoteza: Pole magnetyczne narzuca ułożenie opiłków żelaza.
magnes,
szybka lub kawałek brystolu,
opiłki żelaza.
Umieść magnes pod szybką lub kawałkiem brystolu.
Nasyp opiłki żelaza na szybkę w miejscu, pod którym znajduje się magnes. Delikatnie poruszaj szybką/brystolem tak, aby nie wysypać opiłków, ale by ułożyły się one dookoła magnesu.
Zrób rysunek lub zdjęcie przedstawiające rozkład opiłków żelaza.
Obserwacje: Opiłki żelaza układają się wzdłuż linii pola magnetycznego.
Wniosek: Ułożenie opiłków żelaza jest zależne od pola magnetycznego.
Co się stanie, gdy jeden magnes spróbujemy podzielić na dwa? Jeśli powtórzymy doświadczenia na każdym z kawałków, to przekonamy się, że wokół każdego z nich istnieje pole magnetyczne. Okazuje się, że z jednego magnesu powstały dwa. Nie jesteśmy w stanie uzyskać nigdy jednego bieguna magnetycznego.
Bieguny magnetyczne w magnesach zawsze występują parami.
Na niektórych liniach kolejowych na świecie pociągi unoszą się (czyli lewitują) nad torami dzięki oddziaływaniom magnetycznym. Stąd wzięła się ich nazwa – maglev. Osiągają prędkość ponad 600 km/h .
Wykorzystanie magnesów
Podsumowanie
Magnesy wytwarzają pole magnetyczne.
W obszarze pola magnetycznego magnesy oddziałują na przedmioty o określonych właściwościach.
Każdy magnes posiada dwa bieguny. Bieguny jednoimienne odpychają się, a różnoimienne przyciągają.
Biegun N igły magnetycznej kompasu wskazuje kierunek geograficzny północny, a biegun S wskazuje kierunek południowy.
Praca domowa
Wyjaśnij, jakie oddziaływanie magnetyczne zajdzie pomiędzy magnesem sztabkowym a igłą magnetyczną. Odpowiedź uzasadnij.
Słownik
minerał o właściwościach magnetycznych
przestrzeń wokół ciał posiadających właściwości magnetyczne, w której występują oddziaływania magnetyczne
przedmiot posiadający trwałe właściwości magnetyczne
Zadania
Zaznacz poprawną informację dotyczącą magnesów.
- Magnes zawsze posiada dwa bieguny nazywane północnym i południowym.
- Magnes może posiadać jeden biegun, gdy przepiłujemy go na pół.
- Magnes może posiadać trzy bieguny, gdy jeden magnes przyciągnie połowę drugiego magnesu.
- Po przepiłowaniu magnesu na pół otrzymujemy dwa magnesy. Jeden ma dwa bieguny północne, a drugi – dwa południowe.
Wskaż, które zdania są prawdziwe, a które fałszywe.
| Prawda | Fałsz | |
| Magnetyt to minerał, który reaguje na pole magnetyczne. | □ | □ |
| Magnetyt nie ma właściwości magnetycznych. | □ | □ |
| Magnetyt nazwany był kochającym kamieniem, ponieważ przyciągał wszystkie minerały. | □ | □ |
| Bieguny magnetyczne północny i południowy przyciągają się. | □ | □ |
| Magnesy przyciągają wszystkie przedmioty. | □ | □ |
| To, czy przedmiot zostanie przyciągnięty przez magnes, zależy od tego, z jakiego materiału jest wykonany magnes. | □ | □ |
Arek, Justyna i Monika rozmawiają o tym, czym jest magnes. Wskaż poprawną odpowiedź.
- Arek uważa, że magnes to ciało, które posiada trwałe właściwości magnetyczne.
- Justyna sądzi, że magnes to ciało, które odpycha przedmioty wykonane z żelaza.
- Monika myśli, że magnes to ciało, które wykonano w mieście Magnezia.