Как называется свойство металлов притягиваться к магниту


Как называется свойство металла, которое дает притянуться к магниту?

Вопрос не совсем корректен. Алюминий не магнитится в обычных условиях. Потому, что, как уже писалось sonyuuta [14], он является парамагнетиком. Магнитятся же при обычных условиях ферромагнетики (да и то не все). Но стоит пропустить через алюминий электрический ток - и он мгновенно отреагирует на находящийся поблизости магнит или стальной предмет. Но это будет только до того момента, пока электрический ток не будет отключен.

Не будет магнит притягиваться к металлу в голове, потому что металла в голове как правило бывает не из железа. Насколько я знаю, магнит только к железу притягивается. А в голове металл бывает либо из титана, либо из сплава специально созданного для того, чтобы металл приживался в организме человека.

Если этот предмет сделан из металла с ферромагнитными свойствами, то может. Магнитные силы, действующие на такой предмет, могут быть весьма значительными.

Однако, металлические предметы, оставляемые в теле специально -- протезы клапанов сердца, сшивные скобы для кровеносных сосудов, элементы, скрепляющие кости при остеосинтезе, зубные протезы и имплантаты -- не делают из магнитных материалов. Какого-либо силового влияния на них магнитное поле не окажет. Тем не менее, такие предметы могут нагреться при большой скорости смены поля, а также неизбежно создадут артефакты на изображении, поэтому о них необходимо сообщить оператору МРТ-аппарата. Возможно, такие предметы и вовсе сделают невозможной МРТ-съемку.

Кардиостимуляторы и другие электронные устройства внутри тела являются абсолютным противопоказанием к МРТ без специальных мер по их временному отключению и экранированию.

Ну начнем с того, что естественные тела - это тела, созданные естественным путем, то есть непосредственно природой-матушкой.

К естественным телам состоящим из дерева можно отнести, например: ветка дерева, ствол дерева, корень дерева. Остальные тела из дерева уже будут не естественные, потому что уже изготовлены искусственно человеком из дерева (доски, мебель и так далее)

Естественные тела состоящие из металла - это железная руда, медь, серебро, золото (это все металлы).

Что же касается естественных тел состоящих из пластика то скорей всего подойдут природные высокомолекулярные соединения (полимеры), я конечно не знаю нормально ли это для третьего класса, но больше ничего подобрать не смог :)

Директору магазина "Магнит" в Санкт-Петербурге после смерти блокадницы предъявлены обвинения по статьям Уголовного Кодекса России: самоуправство ( до 6 месяцев) и причинение смерти по неосторожности (до 2х лет). Однако следствие не исключает, что к указанным статьям добавится еще одна статья. По этой статье директор магазина обвиняется в том, что практически спровоцировала конфликтную ситуацию, отказавшись принять у женщины плату, обыскав ее сумку, не имея на совершение таких действий никаких полномочий. Т.е. она нарушила закон.

Что привлекает в магнитах?

Что привлекает в магнитах?

Эксперименты с магнитами и нашим окрестности


Что привлекает в магнитах?

Возьмите магнит для палочки и обойдите дом, чтобы посмотреть, что к нему прилипнет, или почувствовать, что это его привлекает. Держать список того, что вы пробовали, и было ли влечение сильным, слабым или никто. Затем попытайтесь понять, почему.

Металлы

Особенно старайтесь разные металлы, например:

железа и сталь (гвозди, винты и гайки)
нерж. сталь (специальная фурнитура, некоторые кухонные мойки, чаще всего вилки и ложки)
латунь (специальные винты, отбойники на передних дверях)
цинк (батарейный отсек)
медь (старые копейки, медные трубы)
бронза (морской колокол)
алюминий (фольга) серебро
(дорогое серебро, украшения)
золота (обручальные кольца, бабушкины зубы)
рт. (термометр - не нужно разбивать термометр для проверки)
никель (некоторые монеты, никель США на 75% состоят из меди !, попробуйте канадские никели)
вольфрам (нить накаливания в лампочке)
магний (из научного источника) магазин, используемый в форме ленты для сжигания на воздухе, или из хозяйственного магазина, который несет магниевые поплавки для работы с бетоном)
монеты из нескольких стран (попробуйте Канада, Англия, Китай, Япония, Германия)

Про монеты США я знаю следующее:
До 1982 года пенни на 95% состоял из меди.После этого его изменили на 2,6%. медь. В основном это цинковый сплав с медным покрытием.
Никель на 75% состоит из меди.
Дайм, четверть и полдоллара на 91,67% состоят из меди.
Доллар Susan B. Anthony на 87,5% состоит из меди.
Новый доллар золотого цвета на 90% состоит из меди.

Чтобы узнать больше о некоторых из этих металлов, посмотрите эксперимент с маятником.

Ниже приведена фотография некоторых из этих металлов и фотография, на которой показаны медные шары.(Я получил медные шары в сувенирном магазине в Мичиган, в государственном парке Биг-Спрингс, к северу от Манистика.) Цилиндр из титана был от выхлопной системы реактивного двигателя.

Минералы

Кроме того, чтобы увидеть, какое влияние оказывает сильный магнит на разные металлы, попробуйте узнайте, как он влияет на различные минералы. Отличный источник минералов можно найти в магазинах самых общественных, природных и научные музеи и научные магазины или магазины природы в торговых центрах.Они обычно иметь стенд с несколькими видами разноцветных минералов; довольно часто детали хорошо отполированы. К ним прилагается небольшая карточка с описанием минерал и стоит около 1 доллара за штуку.


Розовый кварц Синий кружево агат Яшма Халцедон


Содалит Турмалин Снежинка обсидиан Обсидиан


Борнит (Павлинья руда) Кремний Пирит Галена


Кварцевый Тектит Магнитный камень Гематит


Висмут Магнитный камень Тигрейный глаз Голубой кальцит


Магнетит Исландский шпат (интересные оптические свойства)

В частности, попробуйте минералы с железом или никелем.Интересный научная ярмарка будет состоять в том, чтобы показать несколько типов минералов вдоль с помощью магнита-палочки. Вы можете увидеть, какие минералы сильно привлекают магнит (может быть захвачен магнитом), которые слегка притягиваются к магнит, и которые совсем не притягиваются. Попробуйте предсказать, что категория, в которую попадает каждый.

Вот некоторые минералы, которые, как я знаю, сильно или слегка притянутые к магнитам:

Гематит
(Обычно это очень блестящий, черный, тяжелый минерал, обнаруживаемый на дисплеях, показано слева на первом фото.Некоторые украшения сделаны из гематит.)
Магнетит
(Скорее всего, это сам по себе слабый магнит! Помните, что это было начал все изучение магнетизма с древних времен Греция. Это видно на пятом фото выше.)
Магнитный камень (похож на магнетит, но без кубической кристаллическая форма)
Франклинит
Хромит
Ильменит

Пирротин

Не забудьте попробовать пирит (также известное как «золото дураков», сделанное из железа и серы), кобальтит, цинкит, арсенопирит, скуттерудиты, обсидиан

(также известный как Apache Tears) и другие.

Чтобы проект получился красочнее и интереснее, еще есть кремний, тектит, турмалин, кварц, мрамор, тигровый глаз, павлинья руда, висмут и др. минералы. Возможна подборка минералов из Эдмунда 81-632. Также посетите этот сайт как источник минералов и других интересных ссылки:

http://www.greatsouth.net/

Я нашел несколько намагниченных камней, которые выглядели как гематит, но они будут прилипать друг к другу! Я был в Wonderworks в Орландо, Флорида, когда я их заметил.Теперь гематита нельзя постоянно намагниченный. Итак, как они это делают? Они на самом деле ферритовые магниты, отполированные до гематита, а затем намагниченный. Я слышал о сферах, которые будут склеиваться тоже делать браслет.

Феррожидкости

Область феррожидкостей довольно новый, и очень интересно. Феррожидкость состоит из мелких частиц (~ 10 нм) магнетит (Fe3O4) в окружении поверхностно-активного вещества, такого как тетраметиламмоний гидроксид.Поверхностно-активное вещество необходимо для удержания частиц магнетита от агломерации (слипания) из-за магнитных и ван-дер-ваальсовых взаимодействия. Это похоже на скользкую кожу вокруг маленькой частицы магнетита. Тепловое движение помогает, но его недостаточно. Группа этих подготовленных частиц подобна раствору, который действует как среда. жидкость плотности, на которую действуют магнитные поля. Когда магнит поднесенная к нему, жидкость распадается и начинает группироваться в шипы или волоски вдоль силовых линий магнитного поля, как показано на фотографиях.Он используется для уплотнения вращающихся валов и динамиков, чтобы помочь гасить вибрации катушка динамика, и помочь охладить катушку. Отличный материал для игры!

Вот несколько фотографий того, что можно сделать с флаконом с феррожидкостью. (Я купил комплект FF-100 в компании Educational Инновации, а также отдельная ячейка отображения преформ FF-200, расположенная в перед.) При хранении ячейки дисплея преформы лучше всего поставить ее на его крышка. Это сохраняет внутренние стены в чистоте.Стоимость за комплект стоит около 50 долларов. Стоимость ячейки преформы составляет около 17 долларов.
Arbor, Edmund 82-215, AS&S, EdIn ФФ-100, ФФ-200.
Другой источник феррожидкости - от CZFerro. Их комплекты вполне разумны и идут с парой магнитов, с которыми вы может управлять жидкостью.

Прочие объекты

Попробуйте и другие материалы, например дерево, пластик, углерод, хлопок, шерсть, стекло, бетон, листья, компакт-диски и т. д., которые можно найти по всему дому.

Некоторые вещи, которые будут притягиваться или прилипать к очень сильному магниту, например редкоземельный магнит, это кассета с видеомагнитофона или аудиокассеты, долларовая банкнота и поверхность дискеты. Причина, по которой эти предметы будут придерживаться магнит из-за очень мелких частиц железа, используемых в чернилах долларовую купюру и оксид железа (оксид железа), используемый в качестве носителя записи для видеомагнитофон и аудиокассеты, а также для дискеты. (Пожалуйста, используйте только ленту или диск, который хотите уничтожить!)

Попробуем поэкспериментировать:
Как видно на фото выше, лента видеомагнитофона притягивается к редкоземельному магниту.Магнит будет стереть информацию, содержащуюся в этом разделе кассеты видеомагнитофона. Я использовал карандаш, чтобы держать открытой откидную крышку.

Как насчет долларовой купюры?
На двух других фото видно, как купюра притягивается к редкоземельный магнит.
Возьмите хрустящую купюру.
Сложите его примерно на 55% по длине.
Положите его на стол, как показано: чем длиннее на столе, тем короче часть торчит.
Поднесите магнит ближе к краю купюры.
Наблюдайте, как банкнота подпрыгивает к магниту.
Причина привлекательности в том, что чернила на купюре содержат железо. частицы в нем.

Чтобы увидеть, какое действие магнит оказывает на дискеты:
Возьмите дискету и попробуйте с ней все это. Обязательно записывайте, что именно вы делаете, и свои наблюдения - две наиболее важные части эксперимента!
Обязательно попробуйте некоторые типичные магниты для холодильника (обычно очень слабые, так как они с трудом удерживает кусок бумаги у дверцы холодильника), а также более крепкие редкоземельные магниты (неодим-железо-борные магниты, которые легко удерживают стопку 20 листов в холодильник).
Кроме того, измените то, как магнит приближается к дискете и покидает ее.
Например - прямо к нему, перпендикулярно плоскости диска,
или поперек лицевой стороны диска, параллельно плоскости диска.
Возможно, также можно было бы сравнить быстрый подход и медленный подход.
Попробуйте верхнюю и нижнюю стороны диска.
Даже попробуйте перемещать магнит по кругу на лицевой стороне диска.
Возможно, даже прикрепите дискету к холодильнику магнитом на неделю, чтобы проверить, не время имеет какое-то влияние.
Если вы можете сделать электромагнит переменного тока, это также будет отличным дополнением для сравнение.

Какие данные вы поместите на диск, чтобы увидеть, были ли данные испорчен?
Возможно, некоторые растровые изображения будут работать хорошо, с простым рисунком черного и белые квадраты. Обычно это большие файлы, поэтому они охватывают большую часть диск. Кроме того, просмотр изображения был бы очень быстрым и простым способом определить, были ли изменены какие-либо биты.
Другой метод - иметь большой файл данных на диске и делать файл сравните с оригиналом, который хранится на жестком диске.

Хотите попробовать что-нибудь необычное? Вы знаете, что несколько круп утверждают, что они «укреплены железом». Как они это делают? По добавление мелкого порошка железа (например, мелких железных опилок) вместе с хлопьями в качестве это смешивается. Чтобы увидеть это, просто сделайте следующее:

a. Получить немного злаки с высоким процентом от РСНП (рекомендованной диетической нормы) для утюга, и вылейте в миску половину порции.
б. Добавьте в кашу воду (молоко не нужно тратить).
c. Перемешайте, чтобы получилась водянистая каша, а не очень толстый.
d. Возьмите сильный редкоземельный магнит и поместите его в сумка наизнанку на молнии. Мешок предназначен для удержания поверхности магнит свободен от частиц железа, которые очень трудно снять.
е. Перемещайте магнит в мешке в суспензии зерновой.
f. Через минуту возьмите магнит и полиэтиленовый пакет. из раствора и осмотрите его, чтобы увидеть маленькие темные пятнышки, прикрепленные к пластик у магнита.Это металлическое железо.
г. К сожалению, наш организм не может поглощать металлический гладить очень хорошо, так что это действительно не помогает с потреблением железо. Лучше бы взять дополнительный мультивитаминные / минеральные таблетки, содержащие абсорбируемое железо. В железо необходимо для образования гемоглобина, который является пигментом красных кровяных телец. отвечает за транспортировку кислорода.
час Теперь вы можете повернуть сумку снаружи и осторожно извлеките магнит из сумки на молнии.Это сохранит железные опилки внутри сумки и с магнита.

Выводы

Что вы узнали? У тебя теперь есть достаточно обширный перечень вещей, которые магниты могут и не могут привлечь?
Также проверьте эту информацию:

http://www.eskimo.com/~billb/miscon/miscon4.html#iron

Для получения дополнительной информации о различных минералах отличный источник:

Полевой справочник Общества Одюбона по Северной Америке Камни и минералы
ISBN 0-394-50269-8
Еще один сайт для добычи различных минералов:

Проблема с 2 или 3 неизвестными стержнями

Предположим, вам даны 2 металлических стержня: один магнит, другой из железа.Однако оба они раскрашены, поэтому кажутся те же самые. Их вес такой же. Вы находитесь в комнате без окон, так что вы не можете сказать, где находится Север. У вас нет других предметов с ты. Как вы сможете определить, какой стержень является магнитом, а какой? прут железный?

Предположим, вам даны 3 металлических стержня: один магнит, другой сделан из железа, а один из латуни. Однако все они окрашены так они кажутся одинаковыми.Их вес такой же. Вы находитесь в комната без окон, поэтому вы не можете сказать, где находится север. У вас нет другие предметы с собой. Как вы сможете определить, какой стержень является магнит, какой стержень железный, а какой латунный?

Проверьте здесь ответ.


.

В: Что заставляет железо, никель и кобальт притягиваться к магнитам, но не другие металлы?

Физик : Магнитные свойства материала полностью определяются конфигурацией электронов в этом материале. В металлах есть два типа электронов: связанные электроны и свободные электроны. Свободных электронов , свободных для перемещения между атомами, и являются причиной проводимости в металлах. Связанные электроны прикрепляются к отдельным атомам.

Каждый электрон не только имеет заряд, но и обладает «магнитным моментом», который является причудливым способом сказать, что это крошечный стержневой магнит. Обычно связанные электроны будут спарены в противоположные спиновые пары. Это как поместить магнит Север-Юг рядом с магнитом Юг-Север. Они почти полностью компенсируют друг друга. Однако иногда (например, в железе, никеле и кобальте) у вас будет один или несколько неспаренных электронов. Магнитные поля этих электронов не компенсируются другим, противоположно ориентированным электроном.Таким образом, они создают общее магнитное поле для атома, в котором они обитают.

Итак, некоторые металлы притягиваются к магнитам, потому что они полны более мелких магнитов. Эти более крошечные магниты вращаются так, что они выравниваются с полем большего магнита. Однако это просто возвращает нас к вопросу «Почему магниты притягиваются друг к другу?».

Эти свободные электроны не совсем бесполезны. Если на них воздействовать изменяющимся магнитным полем (размахивать магнитом), они начнут перемещаться в «вихревых токах».Эти вихревые токи всегда пытаются сопротивляться меняющийся поле ( «закон Ленца» или «Вселенная есть упорная закон рывка»). Таким образом, все проводящие металлы взаимодействуют с магнитными полями (иначе генераторы не работали бы), но не так, как будто они их «притягивают».


Ответный соус : «Почему притягивают друг друга магнитов?» Магнитные поля, как и старшеклассники, на самом деле не хотят существовать. Магнитное поле силой B, заполняющее объем V, имеет соответствующую энергию.Таким образом, создание магнитных полей требует энергии, а избавление от них высвобождает энергию.

Оказывается, процессы, высвобождающие энергию, обычно являются силами. Например; когда вы роняете объект, энергия высвобождается, и бывает, что гравитация - это сила. Точно так же магниты будут пытаться выстроиться так, чтобы нейтрализовать поля друг друга. Меньше полей = меньше энергии. Таким образом, процесс выравнивания, чтобы нейтрализовать их поля, уменьшает энергию, связанную с этими полями, и поэтому возникает сила, которая пытается выровнять магниты.


Также : Физика, лежащая в основе магнитных свойств, действительно отвратительна. Достаточно противно, что нельзя делать математику, а компьютерному моделированию нельзя доверять (как правило). Вот карта (экспериментально обнаруженных) магнитных свойств периодической таблицы:

Некоторые шаблоны, но и множество исключений. Магнитные свойства более тяжелых элементов трудно изучать, так как они обычно имеют период полураспада существенно меньше секунды.

.

магнетизм | Национальное географическое общество

Магнетизм - это сила, проявляемая магнитами, когда они притягиваются или отталкиваются друг от друга. Магнетизм вызывается движением электрических зарядов.

Каждое вещество состоит из крошечных единиц, называемых атомами. В каждом атоме есть электроны, частицы, несущие электрические заряды. Вращаясь, как волчки, электроны вращаются вокруг ядра или ядра атома. Их движение генерирует электрический ток и заставляет каждый электрон действовать как микроскопический магнит.

В большинстве веществ равное количество электронов вращается в противоположных направлениях, что нейтрализует их магнетизм. Вот почему такие материалы, как ткань или бумага, считаются слабомагнитными. В таких веществах, как железо, кобальт и никель, большинство электронов вращаются в одном направлении. Это делает атомы в этих веществах сильно магнитными, но они еще не являются магнитами.

Чтобы стать намагниченным, другое сильно магнитное вещество должно войти в магнитное поле существующего магнита.Магнитное поле - это область вокруг магнита, обладающая магнитной силой.

Все магниты имеют северный и южный полюса. Противоположные полюса притягиваются друг к другу, а одни и те же полюса отталкиваются. Когда вы протираете кусок железа по магниту, северные полюса атомов в железе выстраиваются в одном направлении. Сила, создаваемая выровненными атомами, создает магнитное поле. Железка стала магнитом.

Некоторые вещества могут намагничиваться электрическим током.Когда электричество проходит через катушку с проволокой, создается магнитное поле. Однако поле вокруг катушки исчезнет, ​​как только отключится электрический ток.

Геомагнитные полюса

Земля - ​​это магнит. Ученые не до конца понимают, почему, но они думают, что движение расплавленного металла во внешнем ядре Земли порождает электрические токи. Токи создают магнитное поле с невидимыми силовыми линиями, протекающими между магнитными полюсами Земли.

Геомагнитные полюса не совпадают с Северным и Южным полюсами. Магнитные полюса Земли часто перемещаются из-за активности далеко под поверхностью Земли. Смещение геомагнитных полюсов фиксируется в породах, которые образуются, когда расплавленный материал, называемый магмой, проникает сквозь земную кору и изливается в виде лавы. Когда лава охлаждается и превращается в твердую породу, сильно магнитные частицы внутри породы намагничиваются магнитным полем Земли. Частицы выстраиваются вдоль силовых линий в поле Земли.Таким образом, горные породы фиксируют положение геомагнитных полюсов Земли в то время.

Как ни странно, магнитные записи горных пород, образовавшихся в одно и то же время, похоже, указывают на разные местоположения полюсов. Согласно теории тектоники плит, скальные плиты, составляющие твердую оболочку Земли, постоянно перемещаются. Таким образом, плиты, на которых застывала порода, переместились с тех пор, как породы зафиксировали положение геомагнитных полюсов. Эти магнитные записи также показывают, что геомагнитные полюса менялись местами - превращались в полюсы противоположного типа - сотни раз с момента образования Земли.

Магнитное поле Земли не движется быстро и часто не меняется. Следовательно, это может быть полезным инструментом, помогающим людям сориентироваться. Сотни лет люди использовали магнитные компасы для навигации по магнитному полю Земли. Магнитная стрелка компаса совпадает с магнитными полюсами Земли. Северный конец магнита указывает на северный магнитный полюс.

Магнитное поле Земли доминирует в области, называемой магнитосферой, которая охватывает планету и ее атмосферу.Солнечный ветер, заряженные частицы от Солнца, прижимает магнитосферу к Земле со стороны, обращенной к Солнцу, и растягивает ее в форме капли на теневой стороне.

Магнитосфера защищает Землю от большинства частиц, но некоторые из них просачиваются сквозь нее и попадают в ловушку. Когда частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами газа в верхних слоях атмосферы вокруг геомагнитных полюсов, они создают световые эффекты, называемые полярными сияниями. Эти полярные сияния появляются над такими местами, как Аляска, Канада и Скандинавия, где их иногда называют «Северным сиянием».«Южное сияние» можно увидеть в Антарктиде и Новой Зеландии.

.

Магнетизм: бесконтактная сила

Эта идея фокусировки исследована через:

Противоположные взгляды студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

У многих молодых студентов были запоминающиеся, но часто запутанные опыты с магнитами и магнитными материалами. Магнитные материалы регулярно встречаются в доме, часто они держат мелкие предметы на кухонном холодильнике или держат шкафы и дверцы холодильника закрытыми. Многие детские игрушки используют слабые магниты, чтобы «склеивать» материалы (например,г. деревянные вагоны поездов) или используются в простых детских конструкторах, чтобы они могли быстро собирать более сложные конструкции без использования грязного клея или сложных соединений. Игрушки очень редко используют магнитное отталкивание.

Многие младшие школьники еще не сформировали четких представлений или, во многих случаях, вообще каких-либо представлений о том, как магниты взаимодействуют с материей или друг с другом. Они не видят необходимости различать магнитные силы и электростатические силы (или гравитацию).Для них это часто кажется обычным переживанием одной и той же невидимой бесконтактной силы, обычно только притяжения. Например, воздушный шар, «натертый» тканью, что приводит к его притяжению к другому объекту, молодые студенты (и даже некоторые взрослые) часто неправильно описывают как «намагниченный» каким-то образом.

Путаница студентов по поводу бесконтактных сил исследуется в основной идее Электростатика - Уровень 4.

Хорошо известно, что старшие ученики придерживаются ряда взглядов на магнетизм, которые значительно различаются по степени сложности, от магнитных моделей с окружающими «облаками» действия до идей об «электрических лучах» и «полях». .Однако многие младшие школьники просто ассоциируют магнетизм с «притягивающей силой». Понятно, что их наивная модель не имеет предсказательной или объяснительной силы, и они обычно не ощущают необходимости делать больше, чем идентифицировать и маркировать привлекательное или менее частое отталкивающее поведение как магнитное.

Исследование: Эриксон (1994), Борхес и Гилберт (1998), Хаупт (2006), Ван Хук и Хузиак-Кларк (2007), Эшбрук (2005), Хикки и Шибечи (1999), Мэлони, О'Кума, Хейггельке и Ван Хеувелен (2001)

Научная точка зрения

Мы часто встречаемся магнитные поля в нашем повседневном опыте (например,г. магнитное поле Земли и магнитные поля, создаваемые электрическим током). Однако подавляющее большинство магнитных полей вокруг нас просто слишком слабы, чтобы вызывать какие-либо наблюдаемые эффекты, или остаются «удаленными от нас», потому что они используются в более сложных машинах, таких как электродвигатели и жесткие диски компьютеров.

Магнитное притяжение и отталкивание - одна из трех фундаментальных сил бесконтактной природы. Две другие силы электростатический и гравитационный (см. идею фокусировки Бесконтактные силы на уровне 4, Электростатика - Уровень 4 и Гравитация - Уровень 6).

Подавляющее большинство магнитов, с которыми мы сталкиваемся (например, магниты на холодильник, дверные защелки и магнитные игрушки), изготовлены из материалов, которые ферромагнетик. Эти материалы основаны на смесях железа, никеля или кобальта, поскольку это единственные три известных ферромагнитных элемента. С их помощью и добавлением более дорогих редкоземельных элементов можно сделать более сильные промышленные магниты.

Атомы в ферромагнитных материалах разные, потому что они могут вести себя как маленькие магниты.Обычно магнитное поле вокруг каждого атома направлено в случайном направлении, в результате чего они компенсируют друг друга (см. Рисунок 1). Однако, если окружающее магнитное поле достаточно сильное, они могут выровняться так, чтобы каждый из них способствовал созданию более сильного магнитного поля в материале (см. Рисунок 2). Они также могут оставаться выровненными, когда окружающее поле удаляется, создавая постоянный магнит.

Типичные магниты, которые можно найти вокруг дома или использовать в гитарных «звукоснимателях» или очистителях стекла аквариумов, изготовлены из ферромагнитных материалов и могут создавать постоянные магнитные поля с интенсивностью до 3000 раз большей, чем магнитное поле Земли.

Ферромагнитные материалы обычно очень хрупкие и легко раскалываются или ломаются при падении или столкновении. Они также потеряют свои постоянные магнитные свойства при сильном нагревании. Все эти действия приводят к тому, что отдельные атомы теряют выравнивание.

Считается, что магнитные поля, окружающие все магниты, имеют два полюса, называемые северным и южным. Эти названия происходят из наблюдения, что магниты будут выстраиваться в направлении слабого магнитного поля Земли, если им позволено свободно качаться i.е. На этом принципе работают магнитные компасы для пеленгования. «Северный полюс» магнита получил это название, потому что он всегда указывает на северный географический магнитный полюс Земли.
Подобные магнитные полюса отталкиваются, а разные магнитные полюса притягиваются друг к другу.

Критические идеи обучения

  • Магнитные силы - это неконтактные силы; они тянут или толкают предметы, не касаясь их.
  • Магниты притягиваются только к некоторым «магнитным» металлам, а не ко всему веществу.
  • Магниты притягиваются и отталкиваются от других магнитов.

В соответствии со стандартами до уровня 3 включительно, уместно поощрять учащихся наблюдать и исследовать магнитные явления в игре. Студентам необходимо помочь развить простое понимание наблюдаемого притяжения магнитов к некоторым «особым» металлам (не ко всем металлам), а также их притяжения и отталкивания к другим магнитам. Учащимся следует поощрять различать магнитные, электростатические и гравитационные силы как различающиеся друг от друга, но примеры сил, которые могут действовать без физического контакта i.е. примеры бесконтактных сил.

Изучите взаимосвязь между идеями о магнетизме и неконтактными силами в Карты развития концепции - Электричество и магнетизм.

Учебные занятия

Предложите открытую проблему для изучения в игре или путем решения задач

Предоставьте учащимся различные материалы, чтобы они могли исследовать, какие из них обладают магнитными свойствами. Эти материалы могут включать образцы: бумаги, пластика, полистирола, дерева, стекла, веревки, листьев, керамики, камня и некоторых предметов из железа или стали.Старайтесь использовать только металлические предметы, сделанные из железа или стали, чтобы учащиеся могли понять, что быть состоящими из твердого металлического материала - обычное свойство.

Раздайте ученикам пакеты с образцами (скажем, 12-15) и попросите их протестировать образцы с помощью стержневого магнита или магнита на холодильник, чтобы увидеть, какие из них притягиваются к магниту. Попросите их разделить предметы на две отдельные группы: те, которые кажутся притягиваемыми магнитом, и те, которые нет.

Предложите студентам предложить общие черты объектов в группе, которые были привлечены магнитом.Может ли разница в их цвете, весе или веществе, из которого они сделаны? Попросите учащихся предложить и проверить свои идеи, чтобы определить возможные общие свойства.

Затем спросите студентов, все ли предметы из металлических материалов магнитные. Был ли у кого-нибудь из студентов опыт, свидетельствующий об обратном? Теперь предоставьте ученикам несколько предметов, сделанных из разных металлов, и попросите их рассортировать предметы на две стопки, предсказывая, какие предметы будут притягиваться к магниту, а какие нет.Некоторыми примерами металлов и их источников могут быть: алюминиевые банки или фольга, латунные ключи, медные гвозди или проволока, стальные винты или гвозди, цинкование или припой, железные болты или гвозди, свинцовые грузила и никелевые сварочные стержни.

После сортировки объектов ученики могут проверить их, чтобы убедиться, что они правильно предсказали, какие материалы являются магнитными.

Цель состоит в том, чтобы побудить студентов испытать различные материалы и в ходе исследования признать, что только некоторые металлы обладают магнитными свойствами.Важно отметить, что в нашем повседневном опыте большинство металлов кажутся магнитными, потому что наиболее широко используемым металлом является сталь, содержащая железо.

Начать обсуждение через общий опыт

Большинство студентов знакомы с магнитами, «притягивающими» магнитные материалы или с притяжением к некоторым металлическим поверхностям, таким как холодильники и белые доски, но они гораздо менее знакомы с магнитными силами, которые отталкивают друг друга. Студентам становится труднее исследовать это, потому что они должны иметь как минимум два магнита сопоставимой силы, а многие из знакомых рекламных магнитов на холодильник, используемых для простых исследований, являются слабыми и сконструированы таким образом, что у них нет идентифицируемых магнитных полюсов.

Постарайтесь приобрести несколько магнитов для чистки стекла «аквариум», которые поставляются парами, или «магниты для коров», которые можно приобрести в некоторых магазинах сельскохозяйственной продукции. Поверхности этих магнитов хорошо защищены и уменьшают риск случайного защемления учениками пальцев или разбрасывания фрагментов магнитов при неосторожном обращении.

Попросите учеников выяснить, что им нужно сделать, чтобы магниты притягивались и отталкивались друг от друга. Попросите их обозначить разные концы каждого магнита наклейками.Насколько хорошо ученики могут предсказать, что произойдет, когда магниты приблизятся друг к другу?

Теперь посоветуйте ученикам прикрепить один магнит изолентой к крыше игрушечной машины. Используйте ручной магнит, чтобы толкать машину, не касаясь ее, или притягивать машину к себе, изменяя ее ориентацию. Могут ли студенты предсказать, будет ли магнит на машине притягиваться или отталкиваться приближением нового магнита?

Цель этого урока - показать учащимся, что магниты могут как отталкивать, так и притягивать друг друга.На этом уровне для учащихся считается не важным уметь вспоминать, что одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются, но осознавать, что магниты могут отталкиваться и притягиваться, не вступая в физический контакт, и что важна их ориентация.

Открытое обсуждение через общий опыт

Учащимся можно предложить изучить, проходят ли магнитные силы через другие немагнитные материалы. Чтобы привлечь интерес учащихся, поместите магнит (например, магнит для чистки стекла аквариума) на классный стол.Поместите еще один магнит (другой магнит для чистки стекла) под стол, чтобы они сильно притягивались. Расположите магнит так, чтобы вы могли перемещать магнит под столом коленом или другой рукой. Магнит на столешнице будет следовать за движением магнита внизу. Это таинственное движение магнита на столе произведет впечатление на студентов, но в конечном итоге они откроют для себя «уловку» второго магнита под столом.

Попросите учащихся прикрепить магнит к подставке или верхней части небольшой бутылки с водой с помощью «синей липучки» или липкой ленты, чтобы он выступал за боковую поверхность бутылки.Затем попросите их прикрепить канцелярскую скрепку к отрезку хлопка достаточной длины, чтобы дотянуться от поверхности стола до магнита. Наконец, используйте "синюю кнопку", чтобы прикрепить хлопок к столу, чтобы скрепка не доходила до магнита и казалась подвешенной в воздухе с зазором между ней и магнитом.

Призовите студентов исследовать, могут ли различные материалы остановить магнитную силу притяжения, когда они помещаются между магнитом и скрепкой. Попробуйте листы бумаги, стекла, плитки, алюминиевой фольги, меди и цинкового листа.Влияет ли какой-либо из этих материалов на уменьшение магнитной силы?

Здесь мы хотим показать учащимся, что магнитные силы будут оставаться беспрепятственными и могут проходить через большинство материалов без какого-либо эффекта.

Помощь студентам в отработке некоторых «научных» объяснений для себя

Соберите несколько вешалок из проволоки без покрытия, разрежьте и выпрямите их на короткие отрезки от 10 до 20 см. Раздайте пару штук ученикам, работающим в парах или тройках, убедившись, что они имеют разную длину.Также передайте каждой группе несколько (от 5 до 8) маленьких скрепок. Сознательно не выключайте магниты, чтобы студенты не соприкасались с проволокой.

Предложите студентам выяснить, удается ли притянуть какую-либо из длин проволоки скрепки. Если отрезки проволоки ранее не контактировали с какими-либо магнитами, они не должны проявлять магнитных свойств и не мешать скрепкам.

Теперь раздайте постоянный магнит каждой группе студентов и продемонстрируйте, как вы можете использовать один конец магнита, чтобы последовательно перемещать провод в одном направлении, заставляя его намагничиваться.Затем учащиеся могут повторить это со своей собственной длиной проволоки и определить, удалось ли им сделать магнит, проверив его способность притягивать или поднимать несколько скрепок.

Этот метод намагничивания соответствует идее использования магнитного поля (от магнита) для выравнивания направления атомов, действующих как крошечные магниты в проводе. Не рекомендуется делиться этим объяснением со студентами.

Попросите учащихся описать то, что они делали, и обсудить, насколько успешно им удалось создать магнит.

Сбор доказательств и данных для анализа

После того, как ученики успешно превратили один отрезок проволоки в постоянный магнит, поставьте перед ними задачу сделать самый мощный магнит, который они могут. Они могут снова проверить свой успех, привлекая и поднимая как можно больше скрепок с помощью проволочных магнитов. Попросите учащихся из каждой группы записать количество скрепок, которые может поднять их магнит. Предложите студентам изучить различные свойства проводов, которые могут способствовать созданию лучших магнитов. E.г. сравните количество поглаживаний по каждому из них, длину проводов и методы, используемые для поглаживания каждой проволоки.

Поощряйте студентов проверять свои идеи и сравнивать результаты.

.

Смотрите также