Настоящие изобретатели – Учительская газета
Занятие с элементами экспериментирования в подготовительной группе на тему «Свойства магнита».
Программные задачи- Познакомить с понятиями «магнетизм», «магнитные силы». Сформировать представление о свойствах магнита. Пополнить знание детей об использовании свойств магнита человеком.- Продолжать учить самостоятельно принимать решения в русле экспериментальной деятельности; проверять эти решения; делать выводы с результатами этой проверки.- Продолжать учить делать обобщения.- Закреплять умение осторожно обращаться с острыми и колющими предметами.- Активизировать в речи детей слова: «притягивает», «примагничивает», «магнитные силы»; обогатить словарь детей словосочетанием «магнитное поле».- Развивать познавательную активность ребенка в процессе знакомства со скрытыми свойствами магнита.- Воспитывать желание приходить на помощь другим.Оборудование: посылка, письмо из Цветочного города, металлические, пластмассовые, стеклянные, деревянные предметы, магниты, емкости, песок, стакан с водой, картон, схемы опытов, иллюстративный материал: резиновый мяч, дерево, гвоздь, тарелка, книга, металлические опилки, компас, растительное масло, ткань, кубы, дорожка из материала.
Почему магнит притягивает железо?
Когда магнит притягивает к себе металлические предметы, это кажется волшебством, но в действительности «волшебные» свойства магнитов связаны всего лишь с особой организацией их электронной структуры. Поскольку электрон, вращающийся вокруг атома, создает магнитное поле, все атомы являются маленькими магнитами; однако в большинстве веществ неупорядоченные магнитные эффекты атомов уравновешивают друг друга.
По иному дело обстоит в магнитах, атомные магнитные поля которых выстраиваются в упорядоченные области, называющиеся доменами. Каждая такая область имеет северный и южный полюс. Направление и интенсивность магнитного поля характеризуется так называемыми силовыми линиями {на рисунке показаны зеленым цветом), которые выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Чем гуще силовые линии, тем концентрированнее магнетизм. Северный полюс одного магнита притягивает южный полюс другого, в то время как два одноименных полюса отталкивают друг друга. Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. Хотя ферромагнетики и не являются естественными магнитами, их атомы перестраиваются в присутствии магнита таким образом, что у ферромагнитных тел появляются магнитные полюса.
Магнитная цепочка
Касание конца магнита к металлическим скрепкам приводит к возникновению у каждой скрепки северного и южного полюса. Эти полюса ориентируются в том же направлении, что и у магнита. Каждая скрепка стала магнитом.
Бесчисленные маленькие магнитики
Некоторые металлы имеют кристаллическую структуру, образованную атомами, сгруппированными в магнитные домены. Магнитные полюса доменов обычно имеют различное направление (красные стрелки) и не оказывают суммарного магнитного воздействия.
Образование постоянного магнита
- Обычно магнитные домены железа ориентированы бессистемно (розовые стрелки), и естественный магнетизм металла не проявляется.
- Если к железу приблизить магнит (розовый брусок), магнитные домены железа начинают выстраиваться вдоль магнитного поля (зеленые линии).
- Большинство магнитных доменов железа быстро выстраивается вдоль силовых линий магнитного поля. В результате железо само становится постоянным магнитом.
К месту вакцинации от COVID-19 притягивается магнит – в вакцинах есть чипы или металлы
Проверка фейков в рамках партнерства с Facebook
В сети распространяют видео, на которых люди, которые якобы сделали прививки от COVID-19, утверждают, что к месту вакцинации можно приложить магнит, и он будет держаться. Этим авторы видео намекают, что во время прививки вводят чипы. В подобных вариациях видео к руке прикладывают монету, и якобы ее притягивает то, чем вакцинировали людей.
Впрочем, это фейк. И его уже развенчали зарубежные независимые фактчекеры из FullFact, PolitiFact, Reuters, FactCheck.org, USA TODAY, FactCheck Georgia, Istinomer и Science Feedback, AAP FactCheck.
Вакцины против COVID-19 не содержат металлов или микрочипов, которые могли бы притягивать магнит.
Например, вакцины от производителей Pfizer-BioNTech и Moderna включают в себя мРНК, липиды, соли, вещества для поддержания pH. Вакцина от производителя Johnson & Johnson содержит модифицированный аденовирус, аминокислоты, антиоксиданты, этанол, эмульгатор, сахар и соль. Ни один из этих ингредиентов не является металлом, а следовательно, ни один из них не является магнитным.
Вакцина Oxford-AstraZeneca содержит подобные ингредиенты, как и вакцина Johnson & Johnson, но как консервант включает хлорид магния. Хотя магний является металлом, он также немагнитный, как в своей элементарной форме, так и в виде хлористо-магниевой соли.
Как объяснял в комментарии для Reuters Майкл Коуи (Michael Coey), профессор физики в Тринити Колледже (Дублин), «понадобится примерно один грамм железа, чтобы притянуть и поддерживать постоянный магнит в месте инъекции», а объем дозы вакцины против COVID-19 очень мал (от 0,3 мл в вакцине Pfizer-BioNTech до 0,5 мл в вакцинах Moderna и Johnson & Johnson). По мнению экспертов, даже если бы вакцины содержали магнитный ингредиент, его количества было бы недостаточно для удержания магнита через кожу человека.
Наименьшие разработанные микросхемы RFID — их используют для хранения и передачи информации на считывающее устройство, находящееся рядом, – имеют размер около 0,25 мм. А для того, чтобы эта микросхема с легкостью прошла через иглу, она должна быть менее 10 микрон (0,01 мм) — об этом объяснила Кассандра Берри (Cassandra Berry) в комментарии для AAP FactCheck. Поэтому введение таких устройств через иглы пока не представляется возможным.
Более того, нет доказательств, что люди на видео действительно вакцинированы против COVID-19, так же как и того, что магнит держится именно из-за магнетизм, а не, например, клейкое вещество.
Магнитные спички
Описание:
Мы взяли магниты (на обычный керамический магнит мы прикрепили сильный неодимовый магнит) и обычные спички с коричневой головкой.
Притягиваются ли спички к магниту? Как показал опыт к магниту притянулись только стальные скрепки, а спички не притягиваются. Однако после сгорания спички начинают притягиваться своими головками к магниту. В чем же тут дело?
Объяснение:
Как оказалось, однозначно ответить на этот вопрос не так уж и просто. Дело в том, что состав спичечной головки может быть различным. И отсутствует какие-либо точные стандарты входящих в состав спичек веществ. Неизменным в составе остается только бертолетова соль в спичечной головке и красный фосфор в намазке коробка.
Состав коричневой спичечной головки приблизительно следующий:
Вещество | Назначение |
Бертоллетова соль KClO3 (60 % от массы) Сульфид сурьмы Sb2S3 | окислители |
Сера S | восстановитель, горючее вещество |
Свинцовый сурик Pb3O4 Железный сурик Fe2O3 | пигменты, придающие цвет головке |
Костный клей | связующее и горючее |
Оксид цинка ZnO Измельченное стекло | наполнители, |
Железный сурик Fe2O3, содержащийся в головке и придающий ей характерный рыжий цвет, при сгорании образует другой оксид железа – магнетит Fe2O4. Именно магнетит и притягивается к сильному магниту, а еще и тянет за собой остаток деревянной соломки.
Железосодержащие вещества в некоторых спичках отсутствуют. Например, опыт со спичками с зеленой серкой не получается.
Огонёк в современных спичках рождается союзом силы трения и химических реакций. Если Вам интересно как это происходит, то читайте более подробно об этом ниже.
Для любознательных:
Как происходит процесс зажигания спички
При трении спичечной головки о намазку коробки происходит ряд физико-химических процессов.
За счёт выделяющейся при трении головки о шкурку тепловой энергии в точке их соприкосновения красный фосфор нагревается и переходит в легковоспламеняющийся белый фосфор. Белый фосфор загорается за счёт кислорода бертоллетовой соли. При этом выделяется много теплоты, которая инициирует экзотермические реакции в спичечной головке. В ней вспыхивает сера и (или) сульфид сурьмы опять за счёт кислорода бертолетовой соли. А уже затем загорается деревянная соломка, на которую нанесён состав.
Ряд химических реакций происходящих при этом приведены ниже:
10KClO3 + 12P = 10 KCl + 3 P4O10 + Q
2KClO3 + 3S = 2KCl + 3SO2 + Q
3KClO3+Sb2S3=3KCl+Sb2O3+3SO2+Q
(C6H10O5) n + 6n O2 = 6n CO2 + 6n H2O
Урок «Взаимодействие постоянных магнитов. Магнитное поле Земли»
Взаимодействие постоянных магнитов. Магнитное поле Земли. (Физика 8 класс)
Постоянные магниты N – северный полюс магнита S – южный полюс магнита Постоянные магниты – тела, сохраняющие длительное время намагниченность. Дугообразный магнит Полосовой магнит N N S S Полюс — место магнита, где обнаруживается наиболее сильное действие
Гипотеза Ампера + е - S N Вывод: движение электронов представляет собой круговой ток, а о том, что вокруг проводника с электрическим током существует магнитное поле, мы знаем из предыдущих уроков Ампера (1775- 1836г.) выдвинул гипотезу о существовании электрических токов, циркулирующих внутри каждой молекулы вещества. В 1897г. гипотезу подтвердил английский учёный Томсон, а в 1910г. измерил токи американский учёный Милликен.
Задание №1. 1. На столе у вас различные предметы. Определите какие вещества хорошо притягиваются магнитом, какие плохо, какие совсем не притягиваются. 2. Результаты занесите в таблицу. 3. Сделайте вывод о том какие вещества притягиваются к магниту сильно, а какие -слабо Сильно притягивает Слабо притягивает Не притягивает
Искусственные и естественные магниты. Искусственные магниты — сталь, никель, кобальт. Естественные магниты — магнитный железняк. Природные магниты, т.е. кусочки магнитного железняка — магнетита (химический состав 31% FeO и 69% Fe2O3), в разных странах назывались по-разному: китайцы называли магнит — чу-ши; греки — адамас и каламита.
1. Сделайте в тетради рисунки и подпишите под ними, в каком случае магнитная стрелка притягивается к магниту, а в каком отталкивается.
Взаимодействие магнита с магнитной стрелкой. одноимённые полюса отталкиваются, разноимённые — притягиваются
Магнитное поле постоянных магнитов С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов. Как магнитные линии магнитного поля тока, так и магнитные линии магнитного поля магнита — замкнутые линии. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.
Земля представляет собой большой магнит, от полюсов которого расходятся силовые линии магнитного поля. Стрелки компаса на поверхности Земли ориентируются по направлению к магнитным полюсам.
Магнитные полюса Географические полюса Магнитные полюса Земли не совпадают с ее географическими полюсами. Магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли Земное магнитное поле надежно защищает поверхность Земли от космического излучения, действие которого на живые организмы разрушительно. В состав космического излучения, кроме электронов, протонов, входят и другие частицы, движущиеся в пространстве с огромными скоростями.
Магнитные бури. Если на Солнце происходит мощная вспышка, то усиливается солнечный ветер. Это вызывает возмущение земного магнитного поля и приводит к магнитной буре. Пролетающие мимо Земли частицы солнечного ветра создают дополнительные магнитные поля. Магнитные бури причиняют серьёзный вред: они оказывают сильное влияние на радиосвязь, на линии электросвязи, многие измерительные приборы показывают неверные результаты.
Северное сияние Результатом взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем Земли является полярное сияние. Вторгаясь в земную атмосферу, частицы солнечного ветра (в основном электроны и протоны) направляются магнитным полем (на них действует сила Лоренца) и определённым образом фокусируются. Сталкиваясь с атомами и молекулами атмосферного воздуха, они ионизируют и возбуждают их, в результате чего возникает свечение, которое называют полярным сиянием.
Вопросы: Какие тела называют постоянными магнитами? Как Ампер объяснял намагничивание железа? Что называют магнитными полюсами магнита? Что изображено на рис.1? Дайте объяснение. рис.1 5. Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов? 6. Как с помощью магнитной стрелки можно определить полюсы у намагниченного стального стержня? 7. Чем объяснить, что магнитная стрелка устанавливается в данном месте Земли в определенном направлении? 8. А в каких точках на Земле компас бесполезен?
домашнее задание Д/З: п. 59, 60, стр.142, вопросы 1-6 (устно) Творческое д/з: Создать и прорекламировать «Компас из подручного материала» или написать мини сочинение «Если исчезнет магнитное поле Земли…» (задание по выбору).
Продолжите фразу: 1.Мне уже было известно, что…. 2.Сегодня на уроке я узнал….. 3.Мне понравилось….. 4.Самым трудным для меня на уроке было….
Еще одно ”доказательство чипирования” при вакцине обсуждает Казнет: 18 мая 2021, 17:41
В социальных сетях казахстанцы делятся видеороликом, в котором отец демонстрирует, как к руке его сына, якобы получившего вакцину, притягивается магнит. Некоторые пользователи посчитали это доказательством того, что в вакцинах содержится чип, который способен контролировать привитого человека. Другие уверены, что причина кроется в алюминии, который есть в составе препаратов. Это не так, говорят журналисты портала StopFake, передает Tengrinews.kz.
Видеоролики, в которых к рукам привитых людей прикрепляют магниты, – не новинка, отмечают журналисты. Такие видео появились в англоязычном сегменте Сети и изначально были призваны доказать наличие микрочипов в вакцинах.
«Это конспирологическая теория, противоречащая научным фактам. Предположения о том, что людям вводят чипы вместе с вакциной против COVID-19, безосновательны. Этот миф мы уже опровергали ранее.
Чип, который возможно ввести в организм при помощи стандартной инъекционной иглы, сейчас существует лишь в виде разработки. Его размер всего 0,1 кубического миллиметра, и увидеть его можно только под микроскопом. О массовом использовании этой технологии пока речь не идет. Но даже будучи введенным в организм и находясь под слоем мышц и кожи, он не сможет притянуть к себе магнит», — пишет портал.
Согласно другому утверждению, притягивающийся к месту укола магнит доказывает наличие большого количества алюминия в вакцинах. Однако доказательством такой эксперимент считать нельзя, так как алюминий считается парамагнетиком и не притягивается к магнитам.
«В обсуждаемом видео автор демонстрирует действия магнита на привитом ребенке. Стоит отметить, что мужчина не озвучивает, какую именно вакцину получил его сын, но с уверенностью можно сказать, что ребенка не могли вакцинировать против COVID-19. На сегодняшний день детей и подростков до 18 лет не вакцинируют против этой болезни. Поэтому предположить, что героя видеоролика уже привили от COVID-19, нельзя.
Сама ссылка на видео о притягивающемся к месту укола магните рассылается без каких-либо подписей и пояснений. На самом же деле на странице у автора видео размещен другой ролик, в котором говорится о том, что видео с магнитом – фейк, созданный специально для того, чтобы люди учились отличать достоверную информацию от ложной», — резюмируют журналисты.
Существует версия о том, что некоторые люди способны притягивать к себе металлы благодаря некой особой энергии. Такие ролики уже неоднократно опровергались скептиками. Секрет прилипания ложек и вещей к коже кроется вовсе не в некоем «магнитном поле» и «неизученных энергиях» человека, а в банальном поте, который делает кожу липкой, и в изгибах тела, на которые, как правило, и «примагничиваются» предметы. В Сети можно найти видео, на которых абсолютно обычные люди, не обладающие паранормальными способностями, «примагничивают» к себе ложки, используя эти уловки.
Таким образом, теория о металлических чипах и опасных дозах металлов в вакцинах, превращающих человека в магнит, противоречит научным фактам и не имеет никаких доказательств. Видеоролик является фейковым, о чем сообщает его создатель на своей странице.
Самые важные новости — в нашем Telegram-канале! Подписывайтесь прямо сейчас
Оперативная информация о событиях в стране и мире. Присоединяйтесь к Tengrinews.kz в Aitu!
Магнит станет сепарировать кровь — CNews
| ПоделитьсяД-р Эдвард Фурлани (Edward Furlani) из университета Буффало разработал новый способ разделения красных и белых кровяных телец с помощью магнитного поля. Метод, который еще не прошел экспериментальную проверку, основывается на том факте, что белые и красные кровяные тельца при возникновении внешнего магнитного поля начинают двигаться в разные стороны.
В настоящее время, сообщает New Scientist, разделение крови чаще всего производится с помощью центрифуги. Для того чтобы разделить на компоненты всего одну пробирку крови, потребуется не меньше 20 минут. Новый метод, разработанный д-ром Фурлани, позволяет разделить эквивалентное количество крови за несколько минут.
Прибор д-ра Фурлани представляет собой капилляр, на котором размещена группа магнитов. Внутрь капилляра помещается образец крови и прикладывается внешнее магнитное поле, в результате чего, согласно расчетам д-ра Фурлани, красные кровяные тельца начинают двигаться внутри капилляра в одну сторону, а белые кровяные тельца в противоположную. Это происходит в результате того, что красные кровяные тельца обладают парамагнитными свойствами и притягиваются магнитами, а белые кровяные тельца являются диамагнетиками и отталкиваются.
Однако этот метод работает только в случае, если красные кровяные тельца не содержат кислорода, в противном случае они проявляют диамагнитные свойства.
По мнению д-ра Фурлани, этот метод может быть использован для создания портативных приборов для разделения крови, потребляющих мало энергии и легких в использовании, которые могут применяться в чрезвычайных ситуациях.
Надежда Касьянова
Какие предметы притягиваются к магнитам?
Какие объекты притягиваются к магнитам?Магниты очень пригодятся в нашей жизни. Например, мы можем использовать магниты, чтобы притягивать железные гвозди, железные ключи, железные отходы и т. Д. Итак, помимо этих предметов, которые, очевидно, состоят из железа, какие еще предметы могут быть притянуты к магнитам ?
Прежде всего, давайте сначала проанализируем состав магнитов. Магниты обычно изготавливают из железа, кобальта , никеля , и других атомов, которые имеют особую внутреннюю структуру и магнитные моменты. Следовательно, магнит может создавать магнитное поле, но только небольшая часть металла, которая может притягиваться магнитом, например железо, никель, кобальт и другие магнитофильные металлы, в то время как большинство других металлов не будут притягиваться, например золото. , серебро, медь, алюминий, олово, свинец, титан и др.
Какие объекты притягиваются к магнитам? Применение магнитовПомимо притяжения железа для достижения эффекта удаления железа, магниты также могут использоваться во многих других областях, таких как компасы, привлечение небольших объектов, электромагнитные реле, двигатели, генераторы, электроакустика, магнитотерапия, магнитная левитация, ядерный магнитный резонанс. , так далее.
Типы магнитовПо форме магниты можно разделить на квадратные магниты, плиточные магниты, магниты особой формы, цилиндрические магниты , кольцевые магниты, дисковые магниты, стержневые магниты и т. Д.
По составу магниты можно разделить на магнитов SmCo , неодимовых магнитов (сильные магниты), ферритовые магниты, магниты из AlNiCo, железо-хром-кобальтовые магниты и т. Д.
В зависимости от применения в промышленности магниты можно разделить на магнитные компоненты, моторные магниты, резиновые магниты, пластиковые магниты и так далее.
В зависимости от времени, в течение которого магниты сохраняют магнетизм, их можно разделить на « постоянных магнитов » и «непостоянные магниты».
Постоянные магниты могут быть натуральными продуктами, также известными как природные магниты, или искусственными магнитами (самые сильные искусственные магниты — неодимовые магниты). Однако непостоянные магниты являются магнитными только при определенных условиях. Например, у электромагнита есть магнетизм, когда он находится под напряжением, и магнетизм исчезает, когда он выключен.
Некоторые понятия о магнитахДиамагнетизм
Диамагнетизм — это магнитное явление, при котором класс веществ, помещенных во внешнее магнитное поле, проявляет слабое отталкивание от магнитного поля.
ПарамагнетизмПарамагнетизм относится к магнитному состоянию некоторых материалов. Некоторые материалы могут подвергаться воздействию внешнего магнитного поля, создавая характеристики, которые относятся к векторам намагниченности в одном и том же направлении.Такое вещество обладает положительной магнитной восприимчивостью. Явление, противоположное парамагнетизму , называется диамагнетизмом .
ФерромагнетизмФерромагнетизм — это магнитное состояние материала, характеризующееся спонтанным намагничиванием. После того, как некоторые материалы намагничиваются под действием внешнего магнитного поля, даже если внешнее магнитное поле исчезает, они все еще могут сохранять свое намагниченное состояние и обладать магнетизмом, то есть так называемым явлением спонтанного намагничивания.Все постоянные магниты ферромагнитные.
ЗаключениеСпасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам узнать , какие объекты притягиваются к магнитам . Если вы хотите узнать больше о магнитах, мы хотели бы порекомендовать вам посетить Stanford Magnets для получения дополнительной информации.
Stanford Magnets — ведущий поставщик магнитов по всему миру , который занимается исследованиями и разработками, производством и продажей магнитов с 1990-х годов.Он предоставляет клиентам высококачественные изделия из редкоземельных постоянных магнитов и другие постоянные магниты, не являющиеся редкоземельными элементами, по очень конкурентоспособной цене.
Просмотры сообщений: 12 803
Теги: Магниты Alnico, Применение магнитов, стержневые магниты, цилиндрические магниты, диамагнетизм, дисковые магниты, ферритовые магниты, ферромагнетизм, железо-хром-кобальтовые магниты, ведущий поставщик магнитов, магнитные компоненты, магниты, моторные магниты, неодимовые магниты, не- постоянные магниты, парамагнетизм, постоянные магниты, пластиковые магниты, кольцевые магниты, резиновые магниты, магниты SmCo, магниты особой формы, квадратные магниты, Стэнфордские магниты, сильные магниты, магниты для плитки, какие объекты притягиваются магнитами?Обучение магнитам и магнетизму
Мероприятие 1. Какие типы объектов притягиваются к магниту — I?
Материалы, необходимые для каждой группы:
• | Стержневой магнит | ||||
• | Сумка с маркировкой «А» с разными предметами |
Название объекта | Привлечено | Не привлекло |
1. | ||
2. | ||
3. | ||
4. | ||
7. | ||
8. | ||
9, | ||
11. | ||
12. |
2. Используйте стержневой магнит для проверки каждого из объектов в пакете A. Поместите чек в стол выше, чтобы показать, притягивается ли объект к магниту или нет.
3. Как все объекты, притягиваемые к магниту, одинаковы? 4. Что вы можете сделать о типах объектов, притягиваемых магнитом?Задание 1: Какие типы объектов притягиваются к магниту — I? ( Заметки учителя)
ИДЕЯ:
Объекты, притягиваемые магнитом, сделаны из металла.
НАВЫКИ ПРОЦЕССА:
Наблюдение
Классификация
Вывод
ИСТОРИЯ УЧАЩИХСЯ:
не требуется
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:
Убедитесь, что магниты стержня намагничены. В противном случае вы можете намагнитить их с помощью намагничивающего устройства. (См. Высокопрочное намагничивающее устройство Sargent-Welch WLS44385 или в Google, «Как намагнитить отвертку».)
Сумка с надписью «A» с различными предметами (например):
• | Уровень пузыря | ||||
• | Пружинный шплинт | ||||
• | Гвоздь | ||||
• | Пластиковая / фарфоровая ручка | ||||
• | прозрачный пластикКрасный пластиковый анкер | ||||
• | Резиновый колпачок | ||||
• | Винт | ||||
• | Проушина под винт | ||||
• | Гайка барашковая | ||||
• | Деревянная пуговица | 9011 1
Перечисленные выше позиции являются только рекомендациями. Можно использовать любые доступные объекты.
Однако убедитесь, что все металлические предметы, включенные для тестирования, притягиваются к магниту.
Также, по возможности, убедитесь, что все используемые предметы «серебристого» вида притягиваются к магниту.
Не забудьте добавить неметаллические предметы.
СОВЕТЫ РУКОВОДСТВУ:
Не разговаривайте со студентами, пока они проводят задание. Лучше всего позволить им провести собственные тесты и сделать собственные выводы.
ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
3. Все объекты, притягиваемые к магниту, сделаны из или содержат — металла .
4. Ожидается, что студенты могут сделать (ошибочно) вывод из этой деятельности, что все металлы притягиваются к магниту; однако некоторые опытные студенты могут знать иначе. Действие 2 устраняет это заблуждение .
ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В РЕЗЮМЕ ОБСУЖДЕНИЯ:
Разрешить учащимся делиться своими выводами, но в противном случае ограничить последующее обсуждение. Совершенно необходимо немедленно следовать за этим действием с помощью Activity 2 , которое показывает, что только некоторые металлы притягиваются к магниту.
ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:
В качестве дополнительного задания учащиеся должны выполнить Задание 2: Какие типы объектов притягиваются к магниту — II?
Вы можете попросить учащихся найти несколько дополнительных предметов в классе. Прогнозируйте, а затем классифицируйте их как привлеченных или непривлекательных.
Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Мероприятие 2.Какие типы объектов притягиваются к магниту — II?
Материалы, необходимые для каждой группы:
• | Стержневой магнит | ||||
• | Сумка с маркировкой «B» с разными предметами | ||||
• | Неодимовый магнит 9010 (опция) | ||||
• | Бумажные деньги США (необязательно) |
Название объекта | Привлечено | Не привлечено |
1. | 143 | 143 |
4. | ||
5. | ||
6. | ||
7. | ||
8. | ||
11. | ||
12. |
2. Используйте стержневой магнит для проверки каждого из объектов в мешке B.Поставьте галочку, чтобы показать, притягивается ли объект к магниту или нет.
3. Как все объекты, притягиваемые к магниту, одинаковы? 4. Что вы можете сделать о типах объектов, притягиваемых магнитом? Сравните свой ответ с ответом в предыдущем задании. ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Если у вас есть сильный магнит (например, неодимовый), свободно повесьте купюру в 1 доллар и проверьте ее с помощью магнита. Опишите, что вы наблюдаете и что можете сделать.Задание 2: Какие типы объектов притягиваются к магниту — II? ( Teacher’s Notes )
IDEA:
Объекты, притягиваемые к магниту, сделаны из ферромагнитного металла.
НАВЫКИ ПРОЦЕССА:
Наблюдение
Классификация
Вывод
ИСТОРИЯ УЧАЩИХСЯ:
Учащиеся должны выполнить задание 1 перед выполнением этого задания.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:
Убедитесь, что магниты стержня намагничены. В противном случае вы можете намагнитить их с помощью намагничивающего устройства. (См. Высокопрочное намагничивающее устройство Sargent-Welch WLS44385 или в Google, «Как намагнитить отвертку».)
Сумка с надписью «B» с различными предметами (например,):• | Алюминиевый гвоздь | ||||
• | Медная трубка | ||||
• | Дайм монета | ||||
Шайба железная | |||||
• | Цинковая деталь, покрытая мхом | ||||
• | |||||
• | Металлический никель | ||||
Английская булавка | |||||
• | Небольшой кусок алюминиевой фольги |
Перечисленные выше позиции являются лишь рекомендациями. Могут быть использованы любые доступные объекты. Тем не менее, убедитесь, что все объекты, включенные для тестирования, являются металлическими и что есть несколько ферромагнитных материалов, таких как железо, кобальт и никель. Убедитесь, что , а не , включает неметаллические объекты. ПРИМЕЧАНИЕ: Если включены предметы из никеля или кобальта, обязательно проверьте, притягиваются ли они к магниту, который используют ваши ученики. Некоторые магниты недостаточно сильны, чтобы притягивать никелевые и кобальтовые предметы. По возможности используйте неодимовый магнит.
СОВЕТЫ РУКОВОДСТВУ:
Не разговаривайте со студентами, пока они проводят задание.Лучше всего позволить им провести собственные тесты и сделать собственные выводы.
ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
3. Все объекты, притягиваемые к магниту, сделаны или содержат ферромагнитные металлы .
4. Ожидается, что все учащиеся сделают (правильно) вывод из этого упражнения, что только определенные металлы притягиваются к магниту; некоторые опытные студенты могли знать об этом .
5. Если магнитное поле сильное, ученик может заметить, что купюра притягивается к магнитному полю.Из этого ученик может сделать вывод, что у банкноты есть магнитная составляющая. Это чернила .
ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В РЕЗЮМЕ ОБСУЖДЕНИЯ:
Разрешить учащимся делиться своими выводами, но в противном случае ограничить последующее обсуждение. Поделитесь с учащимися названиями магнитных материалов. Это отличается от магнитов. Обсудите тот факт, что только ферромагнитных материалов (материалы, содержащие железо, кобальт, никель и некоторые редкоземельные элементы) проявляют магнитное притяжение.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 такой же магнитный материал, как и железо. Железо — наиболее «часто встречающийся» магнитный элемент из-за его большого количества и пяти неспаренных электронов на d-орбиталях атома железа. Если ваши ученики изучали химию в старших классах, это может их заинтересовать. В противном случае поднимать эту тему не нужно. Вы можете указать, что материалы, которые притягиваются к магниту (ферромагнитные материалы ), сами могут быть превращены в магнит (т.е.е., быть намагниченным).
ПРИМЕЧАНИЕ: Нержавеющая сталь магнитная?
Существует несколько семейств нержавеющих сталей с разными физическими свойствами. Некоторая нержавеющая сталь является магнитной. Эта форма легирована добавлением хрома и может быть упрочнена добавлением углерода и часто используется в столовых приборах. Однако наиболее распространенные сплавы нержавеющей стали содержат никель, а также более высокое содержание хрома. Это никель, который изменяет физическую структуру стали и делает ее немагнитной.Итак, ответ зависит: 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 марки 304 является аустенитной. Он содержит минимум 18% хрома и 8% никеля в сочетании с максимумом 0,08% углерода. Он определяется как хромоникелевый аустенитный сплав.
Мартенситная нержавеющая сталь содержит хром (12-14%), молибден (0,2-1%), никель (менее 2%) и углерод (около 0.1-1%). Этот состав увеличивает твердость, но делает материал немного более хрупким. Он закален и магнит.
Немагнитный нержавеющий сплав можно превратить в магнитный путем его сдвига. Срезанные края имеют измененную кристаллическую структуру, что 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 или нет магнитом.
Интересно проверить бумажные деньги. Бумажные деньги США печатаются магнитными чернилами. Это помогает механическим устройствам смены купюр обнаруживать поддельные купюры, а образцы магнитных чернил используются для обозначения того, стоит ли купюра 1, 5, 10 долларов и т. Д. Поскольку копировальные машины не печатают магнитными чернилами, это не позволяет людям «зарабатывать деньги» с помощью стандартный копировальный аппарат.
Состав канадских никелей
Дата | Состав |
1964-1981 | 99.9% никеля |
1982-1999 | 75% меди и 25% никеля |
2000-настоящее время | 94,5% стали, 3,5% меди и 2% никеля |
Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Мероприятие 3. Как можно сравнить силу магнитов?
Материалы, необходимые для каждой группы:
• | Маленькие стальные скрепки (№1 размер примерно 1-3 / 8 дюйма) | ||||
• | Барный магнит | ||||
• | Подковообразный магнит | ||||
• | Маленькая резиновая полоса для содержания магнитного мрамора | ||||
• | Маленький мраморный неодимовый магнит | ||||
• | Миллиметровая бумага или бумага с мелкими линиями | ||||
• | Строка (e.g., воздушный змей) |
Как вы думаете, это хороший научный способ проверить силу магнитов? Почему или почему нет.
3. Попробуйте проверить силу магнитов, поместив скрепку на конец магнита и сделав цепочку, прикоснувшись к другой скрепке внизу первого.Постройте гистограмму, чтобы показать количество скрепок, поддерживаемых каждым магнитом. Опишите свои результаты 4. Другой способ проверить силу магнита — это проверить расстояние, на которое магнит притянет скрепку. Поместите магнит на миллиметровую бумагу. Поместите скрепку на одну или несколько линий от конца магнита. Определите максимальное количество линий на миллиметровой бумаге, по которым магнит может притягивать скрепку. Запишите и нанесите на график расстояние для каждого магнита.Оцените свои магниты от самого слабого к самому сильному.
5. Какую единицу измерения вы использовали для определения силы магнита? 6. Как ваши результаты для метода № 2 по сравнению с результатами № 3 и № 4? Обсудив результаты с другими группами, обсудите этот вопрос: «Все ли получили одинаковые ответы?» Объясните, почему или почему нет? 8. Что было бы с результатами, если бы вы использовали более тяжелые скрепки? 9. Придумайте свой собственный метод измерения силы магнита. Опишите вашу процедуру. Если есть достаточно времени и материалов, проведите эксперимент и запишите свои результаты.10. Если у вас есть неодимовый сферический магнит, прокатите его по распечатанной странице, проведите эксперимент и запишите свои результаты. Какой из трех магнитов самый сильный? Откуда вы знаете?Задание 3: Как можно сравнить силу магнитов? ( Заметки учителя)
ИДЕЯ:
Магниты бывают разных форм, размеров и силы.
НАВЫКИ ПРОЦЕССА:
Наблюдение
Экспериментирование
Вывод
Измерение
Гипотеза
Проектирование
ИСТОРИЯ СТУДЕНТОВ:
Студенты должны иметь хорошие навыки измерения.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:
Предоставьте для сравнения магниты разных размеров и форм.
СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:
Во время этого упражнения ученики ищут надежный метод измерения силы двух разных магнитов. Постарайтесь укрепить идею поиска последовательного метода измерения. Единицы могут включать скрепки, строчки страниц и прочее. Единицей измерения силы магнитного поля в системе СИ является тесла, но это лучше оставить на потом. Дайте студентам время поделиться многообещающими идеями и поощряйте положительную оценку.
Неодимовые магниты очень прочные; Вам следует предупредить учащихся, чтобы они не попадали пальцами и так далее между двумя магнитами.
ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
5. Часть 2 и 3: Количество скрепокЧасть 4: Количество строк.
7. Маловероятно, что разные группы получат одинаковые результаты, потому что магниты, которые выглядят одинаково, могут иметь разную силу, а точки крепления различаются .
8. Прочность та же .— Прочность не меняется даже при изменении единицы измерения. Количество клипов и расстояние могут быть меньше, но результат должен быть таким же .
10. Если страница скопирована, неодимовая сфера остановится на линии печати. Это связано с тем, что в большинстве чернил для фотокопии содержится некоторое количество железа. Следите за печатью на обратной стороне страницы .
11. Какой из трех магнитов самый сильный? Откуда вы знаете? Есть несколько методов, которые студенты могут использовать для сравнения силы магнитов.Некоторые из методов перечислены ниже:Метод 1: Подсчитайте количество скрепок, которое магнит может поднять из стопки скрепок.
Метод 2: Сделайте цепочку из скрепок, подвесив их на полюсах магнита. Подсчитайте количество скрепок в цепочке.
Метод 3: Измерьте минимальное расстояние, на которое магнит может притягивать скрепку, лежащую на миллиметровой бумаге.
Метод 4: Измерьте частоту стрелки компаса для магнитов, находящихся на одинаковом расстоянии от компаса. Чем выше частота, тем сильнее магнит.
- Метод 5 1 : Сделайте балансировку полотна ножовки, как показано на рис. 2. Поскольку полотно ножовки является стальным, оно будет притягиваться к магниту. Прикрепите магнит к концу лезвия и посмотрите, насколько далеко можно потянуть магнит, прежде чем он освободит лезвие. См. ПРИМЕЧАНИЕ на следующей странице, где представлена схема устройства и предложения по калибровке шкалы в ньютонах.
Метод 6: Подвесьте датчик силы на опорной штанге. Повесьте скрепку на веревку, прикрепленную к крючку датчика. Обнулите датчик. Проверьте каждый магнит, позволяя ему притягивать скрепку, затем медленно разведите их в стороны, регистрируя зависимость силы от времени. Показывая каждый набор данных или прогон на графике, вы можете сравнить силу магнитов.
ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:
1. | Сила магнита может быть измерена с использованием стандартной единицы измерения.Например, используя грузоподъемность или максимальное расстояние, на которое перемещается объект, можно использовать для сравнения силы магнитов. | |||||||||
2. | Обсудите, почему учащихся не интересовали размер или вес магнитов, когда они сравнивали силу магнитов. См. Ответ 8 выше. | |||||||||
3. | На рисунке 1 показан метод оценки силы магнита. (См. Метод №2 на предыдущей странице.)
|
ПРИМЕЧАНИЕ:
Весы можно откалибровать в ньютонах, подвесив гири известного значения за конец полотна ножовочной пилы. Запишите измеренные значения на миллиметровой бумаге.
Данный вид деятельности является видом деятельности, в который входит «Инженерное проектирование.«Ожидается, что ученик разработает метод сравнения силы магнитов.
Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Задание 4: Где магнит сильнее всего?
Материалы, необходимые для каждой группы:
• | Стержневой магнит | ||||
• | Маленькие стальные скрепки размера № 1 (1-3 / 8 дюйма) | ||||
• | Магнит-подкова | ||||
• | Малый неодимовый магнит |
Где же магнит самый сильный?
3. Поддержите цепочку из нескольких скрепок в разных местах на магнитах. Найдите, где на магните можно повесить больше всего скрепок. Продолжайте отходить от концов, пока не достигнете точки, где нет притяжения. На рисунке ниже запишите количество скрепок, которые можно удерживать в каждом месте, используя соответствующее количество скрепок.4. Отметьте крестиком изображение магнитов, указав места, где магнит наиболее силен.
5. Места, где магнит наиболее силен, называются полюсами. У каждого магнита минимум два полюса. Сколько крестиков вы разместили на каждом магните? 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 ее полюса. Сообщите о своих выводах. Задание 4: Где магнит сильнее всего? 1 (Записки учителя)ИДЕЯ:
Места, в которых магнит наиболее силен, называются полюсами. У каждого магнита есть как минимум два магнитных полюса.
ИНФОРМАЦИЯ О СТУДЕНТЕ:
Не требуется.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:
За исключением распределения лабораторных материалов, никакой специальной предварительной подготовки не требуется.
СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:
Убедитесь, что учащиеся определяют максимальное количество скрепок, которые могут быть подвешены к любой точке магнита. Обязательно используйте стальные канцелярские скрепки, а не пластиковые.
ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
2. Как стержневой, так и подковообразный магнит сильнее всего на концах .
3. На рисунках учащихся должно быть показано наибольшее количество скрепок, подвешенных к концам. Скрепки не должны свисать с середины любого магнита .
4. Студенты должны нарисовать X на каждом конце стержневого магнита и подковообразного магнита. Эти X показывают расположение полюсов магнита .
6. Скрепки не притягиваются к середине магнита .
7. Полюса находятся на плоских сторонах дисковых магнитов .
ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:
1. | Магнит в одних местах сильнее, 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 УДЛИНЕНИЯ:
Всегда ли полюса находятся на концах магнита? Попробуйте поэкспериментировать с дисковыми, кольцевидными или цилиндрическими магнитами, чтобы определить расположение полюсов. Также попробуйте кусок магнитной ленты (аналогичный тому, который часто используется для магнитов на холодильник).Попробуйте найти полюса магнитного шарика. Они будут похожи на Магнитные полюса Земли.
Большинство магнитов имеют четкие северный и южный полюса; однако плоские магниты на холодильник изготавливаются с чередованием северного и южного полюсов на одной и той же поверхности. Вы можете проверить это, сдвинув два магнита холодильника друг за друга так, чтобы намагниченные стороны были обращены друг к другу. Магниты будут попеременно отталкиваться и притягиваться при перемещении на несколько миллиметров. Такое расположение обеспечивает практически немагнитную переднюю часть магнита (на картинке).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 канцелярских скрепок имеют противоположные полюса и, таким образом, притягиваются друг к другу.
Горячее приклеивание маленького прозрачного компаса 2 на конце дюбеля дает хороший магнитный зонд. 3 Медленное перемещение магнитного зонда 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-компас также позволит вам определять положение северного или южного полюса на немаркированном магните.Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Мероприятие 5. Какой путь на север?
Необходимые материалы:
• | Магниты с 2 стержнями | ||||||||||||||
• | Нить или нить | ||||||||||||||
• | 8-1 / 2 по 11 9011 | ||||||||||||||
• | Строка (напр. g., воздушный змей) | ||||||||||||||
• | Большая скрепка (Jumbo) | ||||||||||||||
• | Направленный компас | ||||||||||||||
• | 1 | 1 | Неодим Магнит-подкова|||||||||||||
• | Кольцевая стойка с поперечиной | ||||||||||||||
• | Малярная лента | ||||||||||||||
• | Бумага с разметкой 06 |
1. | Медленно поднесите компас к полюсу стержневого магнита. | ||||
2. | Остановитесь на мгновение и дайте стрелке компаса успокоиться. | ||||
3. | Очень быстро переместите компас к другому концу магнита. Если вы сделаете это быстро, стрелка не успеет повернуться, и вы перевернете полюса стрелки компаса. Чем меньше и сильнее магнит, тем легче это сделать. |
ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
5. Северный полюс магнита всегда должен указывать на север, когда он находится в состоянии покоя. Южный полюс, конечно, будет смотреть на юг .
9. Оба могут свободно вращаться и имеют северные полюса, которые всегда указывают на север .
10. Подвесьте магнит и поверните его. Что касается отдыха, то концом, указывающим на север, является северный полюс .
12. Неодимовый магнит настолько силен, что притягивает как северную, так и южную сторону обычного стержневого магнита. Таким образом, притяжение — это не тест на то, чтобы материал был магнитом. Отталкивание — это проверка того, что материал представляет собой магнит .
ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:
1. | Конец свободно подвешенного магнита, направленный на север, называется северным полюсом. Этот полюс называется «Северным полюсом».Конец, указывающий на юг, помечен как «Южный полюс». | ||||
2. | Стрелка компаса — это свободно подвешенный магнит. | ||||
3. | Очень сильный магнит (например, неодимовый) притягивает обе стороны типичного магнитного стержня. |
ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:
Если имеется немаркированный стержневой магнит, попросите учащихся повторить эксперимент, чтобы определить и пометить полюса N и S.Если нет немаркированного стержневого магнита, переверните или заклейте один из отмеченных стержней.
Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Мероприятие 6. Влияют ли магниты друг на друга?
Необходимые материалы:
• | 2 стержневых магнита | ||||
• | Струна (например, веревка для воздушного змея) | ||||
• | Большая скрепка для бумаги 2 дюйма (Jumbo) для удерживания магнита | ||||
• | # 2 карандаш с магнитами-бубликами для демонстрации |
1. Подвешиваем стержневой магнит горизонтально, аналогично Activity 5. Подождите, пока магнит достигнет 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 поднесете южный полюс второго магнита к северному полюсу висящего магнита.Попробуй. Что вы заметили? Ваш прогноз оказался верным?
4. Предскажите, что, по вашему мнению, произойдет, если вы поднесете северный полюс второго магнита к южному полюсу висящего магнита?Попробуй.Что вы заметили? Ваш прогноз оказался верным?
5. Теперь поднесите южный полюс второго стержневого магнита к южному полюсу подвесного магнита. Опишите, что вы наблюдаете 6. Что вы узнали в ходе этого эксперимента, когда полюса двух магнитов приблизились друг к другу?Что произойдет, если соединить разные полюса двух магнитов?
7. То, что вы открыли, иногда называют законом магнитных полюсов. Постарайтесь написать краткое изложение этого закона ниже.Предположим, что у вас есть стержневой магнит, у которого нет маркированных полюсов N и S. Как вы могли бы использовать другой стержневой магнит, у которого были отмечены полюса N и S, для поиска и маркировки полюсов немаркированного магнита?Задание 6: Влияют ли магниты друг на друга? (Записки учителя)
ИДЕЯ:
В отличие от полюсов магнитов притягиваются друг к другу, а подобные полюса отталкиваются.
ИНФОРМАЦИЯ О СТУДЕНТЕ:
Студенты должны знать, что магниты имеют как северный, так и южный полюс.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:
Убедитесь, что полюса N и S на магнитах стержня правильно помечены.
СОВЕТЫ УПРАВЛЕНИЯ И ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Сохраните подвесные магниты от предыдущего действия .
2. Магниты расходятся. Северные полюса отталкивают друг друга .
3. Магниты сходятся. Южный полюс одного магнита притягивает северный полюс другого магнита .
4. Полюса будут притягиваться друг к другу .
5. Полюса будут отталкивать друг друга .
6. Подобные столбики отталкиваются. В отличие от полюсов притягивают .
7. Ответы могут быть разными, но, по сути, они должны указывать на то, 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 немаркированного магнита.Если он притянут, то немаркированный конец является южным полюсом, потому что противоположные полюса притягиваются друг к другу. Если он отталкивается, то немаркированный конец является северным полюсом, потому что одинаковые 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. Отталкиваться могут только магниты. Ищите отталкивание, чтобы быть уверенным .« Attract не доказывает факт, но отталкивает принуждение». — Билл Райтц, PTRA, Огайо
ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:
1. | Подобные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Это утверждение Закона Магнитных Полюсов. | ||||
2. | В отличие от полюсов часто называют противоположными полюсами. |
ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:
Когда ваши ученики закончат работу в лаборатории и поделятся своими результатами, пора спеть «Песню о магнетизме» на следующей странице.
Традиционные песни с физикой Слова: «Магнетизм» Джейн и Джима Нельсонов
Для исполнения на мелодию «Ты спишь?»
Магнетизм, Магнетизм Север и Юг, Север и Юг Притягивают противоположности, привлекают противоположности Отталкивают симпатии, отталкивают симпатии
Задание 6: Где же полюса? (Демонстрация)
Разместите три магнитных пончика на карандаше или дюбеле так, чтобы они были отделены друг от друга, как показано на рисунке. Покажите, что при соединении три магнита расходятся.
Задайте следующие вопросы:1. Что вы можете сделать о расположении полюсов трех магнитов? (одинаковые полюса должны быть обращены друг к другу.)
2. Одинаково ли исходное расстояние между магнитами?(Два нижних магнита будут больше прижаты друг к другу из-за магнитного толчка от верхнего магнита из-за магнитной силы, которая равна весу верхнего магнита.)
3. Предскажите, что произойдет, если средний магнит перевернуть вверх дном.(Три магнита притянутся друг к другу и соберутся вместе).
Этот аппарат был доставлен в космос на космическом шаттле, а затем магниты были равномерно распределены. Примерно это условие можно приблизить, удерживая карандаш (дюбель) горизонтально.
4. В качестве обзора диаграмм свободного тела, старшеклассникам может быть поручено построить диаграммы свободного тела для верхнего магнита в стопке из двух магнитов-бублик.
Рассмотрим набор из двух магнитов-пончиков и силы на верхнем магните, как показано на рис. 1:Поскольку магниты-бублики имеют одинаковую толщину, тогда
(Сила Севера Нижняя На Севере Верхняя )> (Сила Севера Нижняя на юге Верхняя )
= (Сила Севера Верхняя на юге низ )> (сила юга низ на юге верх )
A) | Предположим, что (север низ — север верх ) = 8 единиц вверх 1 | ||||
B) | (Север Низ — Юг Верх ) = 4 единицы вниз | ||||
C) | (Север Верх — Юг Низ ) = 4 единицы | ||||
D) | (Юг Низ — Юг Верх ) = 2 единицы вверх | ||||
E) | Таким образом, сила тяжести на верхнем магните должна = 2 единицы вниз 901 06 |
Танцующая кукла Экспонат
Сделайте танцующую куклу экспонатом, повесив вырезанную картонную бумажную куклу на легкой веревке, как показано на схеме. Прикрепите к ее ступням горизонтальный «пол» и «спрячьте» в полу магнит-бублик. Под скрытым магнитом куклы, на подставке, отличной от железа, спрячьте еще один магнит-пончик, чтобы полюса магнитов-пончиков отталкивались. Убедитесь, что ни подставка, ни вешалка, на которой подвешена кукла, не могут двигаться относительно друг друга, а расстояние между магнитом, спрятанным в полу, прикрепленным к кукле, и магнитом, спрятанным в подставке, достаточно близко для взаимодействия, но не так близко, что они соприкасаются, когда кукла пролетает мимо.
Пусть ученики увидят, что происходит, когда они осторожно проводят куклу мимо ее подставки. Студенты могут написать свое объяснение того, как работает выставка. Если они понимают, как одинаковые полюса отталкиваются и где полюса находятся на магните-пончике, они смогут дать правильное объяснение.
Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Мероприятие 7. Для чего можно использовать компас?
Необходимые материалы:
• | Компас направления | ||||
• | Подковообразный магнит (опция) | ||||
• | Железный гвоздь, 4 дюйма, длинная ручка (# 6, # 6, # 6, # 6, # 6, # 6, # 6 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 класса находится на севере, чтобы вы могли убедиться, что у компаса не перевернуты полюса магнита. Ваш учитель скажет вам, что делать, если ваш компас перевернут. (Переключение полюсов будет обсуждено позже.)
2. Поднесите северный полюс стрелки компаса к головке гвоздя и понаблюдайте, что произойдет.Затем поднесите южный полюс стрелки компаса к шляпке гвоздя. Запишите все свои наблюдения ниже 3. Основываясь на ваших наблюдениях, считаете ли вы, что железный гвоздь действует как магнит? Почему или почему нет? 4. Как вы думаете, что произойдет, если концы стрелки компаса поднести к заостренному концу гвоздя?Попробуйте и опишите, что происходит.
5. Как вы думаете, стрелка компаса будет вести себя так же, когда ее поднесут 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 приблизится к северному полюсу стержневого магнита.Попробуйте и запишите, что происходит на самом деле.
8. Чем по-разному ведет себя циркуль по отношению к гвоздю и стержневому магниту? 9. Объясните простой способ использования компаса, чтобы определить, является ли объект магнитом. На схеме справа показан компас, помещенный рядом с концом стержневого магнита без маркировки. Этикетка на концах магнита.Конец магнита, ближайший к компасу, — это северный или южный полюс?
На картинке выше попробуйте показать положение стрелки компаса, если она находится рядом с другим концом того же немаркированного стержневого магнита.
11. Попробуйте поместить компас прямо над серединой стержневого магнита. Нарисуйте положение стрелки компаса на диаграмме справа. Обязательно покажите, какой конец стрелки компаса является северным полюсом, а какой — южным.Попытайтесь объяснить, почему стрелка компаса расположена именно так.
12. ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Попробуйте поднести стрелку компаса к концам подковообразного магнита. Игла ведет себя одинаково на каждом конце? Почему или почему нет?Задание 7: Для чего можно использовать компас? (Записки учителя)
ИДЕЯ:
Как полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются.
НАВЫКИ ПРОЦЕССА:
Наблюдение
Прогнозирование
Вывод
ИСТОРИЯ СТУДЕНТОВ:
Студенты уже должны были быть ознакомлены с Законом магнитных полюсов.Студенты также должны знать, что стрелка компаса — это магнит, и уметь определять северный и южный полюса стрелки компаса.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:
Убедитесь, что 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.) Попросите учащихся время от времени проверять компас во время занятия. Они легко меняют полярность.
Если компас намагничивается в обратном направлении, см. Направление в примечаниях учителя к упражнению 5 , чтобы поменять местами полюса стержневого магнита.
СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:
Когда ученики изучают поведение компаса возле гвоздя в первой части упражнения, убедитесь, что стержневой магнит нигде поблизости, иначе он может повлиять на стрелку компаса.Фактически, рекомендуется подождать, чтобы распределить стержневые магниты, до тех пор, пока ученики не завершат первую часть задания.
ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
2. Оба конца стрелки компаса притягиваются (или, по крайней мере, не отталкиваются) головкой гвоздя .
3. Нет, если бы гвоздь был магнитом, конец гвоздя отталкивал бы один конец стрелки компаса .
4. И снова оба конца иглы циркуля 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 притягивают .
7. Северный полюс стрелки компаса отражается 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 представляет собой магнит .
10. Конец — это южный полюс, 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 иглы будет указывать в направлении северного полюса стержневого магнита. Поскольку компас находится на одинаковом расстоянии 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 .
ТОЧКИ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:
1. | Компас можно использовать, чтобы определить, является ли объект магнитом или нет. Если какой-либо конец объекта отталкивает северный полюс компаса, то объект является магнитом. Repulsion является окончательным. Магнитные материалы можно притягивать, 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 найти и рассказать об истории компаса.
Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Мероприятие 8: Где находятся магнитные полюса Земли?
Необходимые материалы:
• | Схема Земли на странице 33 | ||||
• | Барный магнит | ||||
• | Глобус — около 12104 | в диаметре• | Малый компас направления (диаметр около 16 мм) | ||
• | Дип-компас |
Это упражнение под руководством учителя при эффективном проведении позволяет ученикам «обнаружить», что магнитный полюс Земли, расположенной в северном полушарии, на самом деле является южным магнитным полюсом, а магнитный полюс Земли в южном полушарии — северным магнитным полюсом.
1. Перед выполнением упражнения проверьте каждый компас, чтобы убедиться, что его полюса не перевернуты. Цветной конец стрелки компаса должен указывать на южный полюс стержневого магнита.
2. Раздайте каждой группе студентов схему Земли, стержневой магнит и небольшой компас (диаметром около 16 мм). Убедитесь, что ученики осознают, что цветной конец стрелки компаса указывает на север. Обсудите идею о том, что Земля ведет себя как гигантский магнит.Обратите внимание на то, что магнитные полюса «земного магнита» расположены близко, но не в одном и том же месте с географическими полюсами Земли, и именно поэтому контур магнита на их диаграмме Земли искажен.
3. Попросите каждую группу поместить стержневой магнит и его компас в места, обозначенные для них на схеме Земли. Попросите каждую группу проверить стрелку компаса, чтобы увидеть, указывает ли цветной конец в целом 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, чтобы его северный полюс находился рядом с географическим Северным полюсом Земли.)
4. Напряжение на ученики, которых 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 скоро обнаружат, что это можно сделать, изменив положение стержневого магнита на обратное, чтобы северный полюс стержневого магнита находился в южном полушарии Земли!
5.Обсудите представление о том, что Северный магнитный полюс Земли на самом деле расположен в Южном полушарии (на Земле Уилкса в Антарктике) примерно в 1400 милях от географического Южного полюса. И наоборот, Южный магнитный полюс Земли расположен недалеко от острова Батерст на севере Канады, примерно в 1400 милях от географического Северного полюса.
Задание 8: Где находятся магнитные полюса Земли? ( Заметки учителя)
Задание 8: Стрелка компаса указывает на магнитный север (демонстрация и обсуждение)
В этой демонстрации используются прозрачные пленки, чтобы показать, что северный полюс стрелки компаса указывает на магнитный, а не географический полюс Земля.Его также можно использовать, чтобы помочь учащимся научиться правильно читать компас. (Вы будете удивлены количеством людей, которые не знают, что вы должны вращать основание компаса до тех пор, пока метка N не окажется под цветной половиной стрелки!) Обычно северный полюс компаса отмечен или цветные.
Навигаторы используют термин «магнитный север», когда они ссылаются на расположение магнитного полюса, расположенного в северном полушарии. Помните, что магнитный полюс, расположенный в северном полушарии, на самом деле является южным магнитным полюсом.
Стрелка компаса указывает на магнитный север 3Пример:
Если вы находитесь в Нью-Йорке, то магнитный север находится на 10 ° западнее географического севера.
Перепечатано / адаптировано с разрешения журнала The Science Teacher , журнала для преподавателей естественных наук, издаваемого Национальной ассоциацией преподавателей естественных наук (www.nsta.org)МАГНИТНЫЕ БАКТЕРИИ
Объединение различных областей науки наука
Джейн Брей Нельсон и Джим Нельсон
Все организмы реагируют на окружающую среду.Мы классифицируем каждую реакцию (такси) по типу стимулов, которые ее вызывают. Например, хемотаксис — это реакция на химические вещества, фототаксис — это реакция на свет, а тигмотаксис — это реакция на давление или прикосновение.
Редкое, но интересное такси — это реакция некоторых организмов на магнетизм, или, в частности, на магнитное поле Земли. Способность следовать линиям магнитного поля была открыта только относительно недавно у таких разнообразных организмов, как птицы, пчелы, дельфины и бабочки.Магнитотаксическая группа, которая идеально подходит для изучения в средних классах, — это магнитные бактерии.
Хотя бактерии относятся к числу простейших организмов, их генетика и способность развиваться в различных условиях делают их идеальными объектами для исследования канцерогенов и мутагенов. В контролируемых условиях в классе эти организмы могут стать ценным дополнением к вашему классу.
На фотографии ниже слева показаны магнитные бактерии в обычной среде, а на фотографии справа они показаны в магнитном поле.
ЗЕМЛЯ КАК МАГНИТ
С древних времен было известно, что некоторые материалы могут подстраиваться под магнитные поля, когда они находятся в свободном подвешенном состоянии. Магниты управляли исследователями задолго до того, как магнетизм был объяснен Уильямом Гилбертом в 1600 году.
Стрелки компаса подвешены, поэтому они могут свободно вращаться. Если вы присмотритесь, вы заметите, что игла наклонена так, что один конец указывает ниже, чем другой. Эта конструктивная особенность компенсирует угол между магнитным полем Земли и поверхностью Земли (впервые измеренный в 1590 году Робертом Норманом, который изобрел «игольчатый компас»).На рисунке 1 показан угол падения 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, направленный на север. компаса. Таким образом, ядро Земли соответствует магниту с магнитным «южным» полюсом около северного географического полюса планеты (см. Рисунок 2).ПРИВЛЕКАТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ
В 1975 году Ричард Блейкмор (аспирант микробиологии Массачусетского университета в Амхерсте) изучал бактерии в иле солоноватых болот.Он отметил, что бактерии, казалось, мигрировали в одном определенном направлении и накапливались 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 подумал, что наблюдаемое им явление было фототаксисом, и что организмы реагировали на свет микроскопа или комнаты. Но когда он накрыл микроскоп или передвинул его, произошла такая же преимущественная миграция.Было очевидно, что бактерии реагируют на географию, а не на лабораторную среду.
В конце концов, Блейкмор поднес стержневой магнит к капельной культуре, содержащей бактерии. Он был рад отметить, что они всегда плыли к южному полюсу магнитного поля (конец, который притягивает «северный» конец компаса). Если перевернуть магнит, бактерии мигрируют в противоположном направлении.
Адриан Калмийн присоединился к изучению магнитных бактерий, изучая поведение организмов в полях, которые приблизительно равны силе поля Земли — примерно один гаусс или 10 -4 тесла.Калмийн добился этого, используя катушки Гельмгольца для создания однородного магнитного поля вокруг микроскопа, пока он наблюдал за организмами (см. Рис. 3). Катушки Гельмгольца — это две электрические катушки, разделенные расстоянием, равным радиусу одной из катушек, расположение, которое создает почти однородное магнитное поле в области между катушками. Сила в катушке контролируется изменением величины и направления электрического тока, а общее поле определяется путем вычисления векторной суммы магнитного поля катушки и магнитного поля Земли.Калмийн обнаружил, что если магнитное поле, создаваемое катушкой Гельмгольца, было больше, чем горизонтальная составляющая поля планеты, бактерии плавали в направлении поля, создаваемого катушкой. Однако, если поле катушки было изменено на противоположное, миграция бактерий также изменилась. Организмы действительно смогли сделать разворот и следовать за внешним магнитным полем, что является исключительно сильной реакцией, учитывая, что движения бактерий контролируются жгутиками и в значительной степени случайны.Даже когда магнитотаксические бактерии были убиты, их клетки оставались выровненными с магнитным полем, а их направление менялось на противоположное, когда поле менялось, что позволяет предположить, что реакция была 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, который вызвал реакцию, Блейкмор и исследователь из Университета Иллинойса Ральф Вулф изолировали и культивировали вид под названием Aqnaspirillum magnetotacticum .Эта бактерия имеет жгутики на каждом конце и непрозрачную цепочку, идущую параллельно оси клетки. С момента их работы было обнаружено, что все магнитотаксические бактерии содержат такую цепь в своей цитоплазме. Звенья цепи называются магнитосомами и, кажется, заключены в оболочку, прилегающую к клеточной мембране. Оболочка, кажется, удерживает магнитосомы в постоянной ориентации относительно клеточной стенки бактерии. Рентгеновские эмиссионные исследования показали, что магнитосомы содержат железо.
Чтобы определить, является ли железо решающим для реакции организма, Блейкмор и Вулф вырастили бактерии в культуре без железа. Ответ исчез. Дальнейшие эксперименты показали, что для создания магнитосом бактериям требуется среда, содержащая приблизительно 1,0 мг железа на литр раствора в легкодоступной форме (растворимый органический комплекс). Мёссбауэровская спектроскопия показывает, что большая часть железа, обнаруженного в органеллах, находится в форме, подобной магнетиту, Fe 3 O 4 .
ПОЧЕМУ МАГНИТНЫЙ ОТВЕТ?
Биологи ищут эволюционные преимущества в строении живых организмов. Почему магнитные бактерии эволюционировали? Один ключ к разгадке, кажется, исходит из наблюдения, что все виды, обнаруженные до сих пор, были анаэробными; они не нуждаются в кислороде и обычно хорошо себя чувствуют в его отсутствие. Если это правда, то мигрирующие вниз бактерии будут иметь больше шансов на выживание в болотах, болотах или илистых равнинах. Это объяснение кажется верным для северных областей, но поскольку «угол падения» магнитного поля планеты уменьшается по мере приближения к экватору, связь между глубиной и доступностью кислорода становится менее очевидной.Магнитные бактерии, собранные в Бразилии около экватора, похоже, беспорядочно (50:50) ищут север и юг.
Если теория верна, то магнитные бактерии, которые эволюционировали в южном полушарии, должны мигрировать в направлении, противоположном тем, которые развиваются в северном полушарии. Чтобы проверить эту теорию, Блейкмор и Калмийн отправились в Новую Зеландию и Тасманию в 1981 году для сбора бактерий. Эти места были выбраны потому, что они находятся на таком же расстоянии от экватора, что и Массачусетс, и имеют схожий климат.Они обнаружили, что собранные там бактерии действительно мигрировали против силовых линий магнитного поля, чтобы создать более анаэробную среду. Кажется очевидным, что магнитотаксис предотвращает «случайную» миграцию анаэробных почвенных бактерий вверх к токсичному кислороду.
Эксперименты также показали, что стремящиеся к северу и югу бактерии могут менять свою магнитную ориентацию под действием сильных обратных полей. При приложении сильных импульсов магнетизма бактерии постоянно меняют свою ориентацию.Также было возможно размагнитить бактерии на полях, которые постепенно увеличиваются до примерно 1000 гаусс. В этой среде новые бактерии примерно на 50% стремятся к северу и на 50% — к югу. Эти результаты предполагают, что тактическая реакция не является истинно поведенческой, но 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 перевернут. За шесть дней численность бактерий, стремящихся к югу, увеличилась. А за восемь недель полярность населения полностью изменилась. Способность развиваться в ответ на изменение полей могла быть преимуществом в прошлом, поскольку полярность Земли периодически менялась.
ИССЛЕДОВАНИЯ В КЛАССЕ
В классах биологии или физики, где учащихся обучают правильным асептическим методам изучения бактерий, эксперименты с магнитными бактериями могут обеспечить увлекательную связь между двумя науками, которые часто преподаются отдельно в средних школах.С помощью фазово-контрастного микроскопа или микроскопа, создающего темнопольное освещение, можно наблюдать миграцию магнитных бактерий. (Если в вашей школе нет такого оборудования, вы можете получить ссуду в университете или местной лаборатории.)
В качестве альтернативы учащиеся могут собирать пробы воды, отложений и грязи из пруда в разных частях водно-болотного угодья. и образец магнитных бактерий в разных частях пруда. Также можно взять образец лабораторной культуры, чтобы определить, произошла ли миграция бактерий различных видов.
Магнитотаксис предотвращает «случайную» миграцию анаэробных почвенных бактерий вверх к токсичному кислороду .
При сборе воды из пруда учащиеся должны брать и отстой, и воду. Чтобы просмотреть образцы, собранные в северном полушарии, ученики должны сфокусировать фазово-контрастный микроскоп на северном крае капли, поскольку именно там собираются магнитные бактерии. Капли образца могут содержаться в уплотнительном кольце, приваренном к предметному стеклу и покровному стеклу с вазелином (см. Рисунок 4).Если количество бактерий слишком мало для идентификации, культуры можно хранить в теплом темном месте в течение нескольких дней. После идентификации магнитотаксических бактерий можно разместить небольшой стержневой магнит так, чтобы южный полюс (полюс, притягивающий стрелки компаса, указывающие на север) был близко к южному краю образца. Если присутствуют магнитные бактерии, они будут мигрировать к магниту. Студенты, прошедшие некоторое обучение асептическим методам и методам работы с микроскопом, а также отбору проб населения, могут попытаться исследовать следующие проблемы с использованием культур магнитотаксических организмов:1) | Может ли культура ищущих север бактерий стать ищущей юг? Направьте южный полюс магнита на дно неглубокой культуры (лучшая среда для анаэробных почвенных бактерий) и каждые несколько дней отбирайте образцы культуры. | ||||
2) | Измерьте скорость движения бактерий в зависимости от силы 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, сориентируя катушку Гельмгольца с полем в один гаусс так, чтобы сумма ее вектора и вектора планеты была равна нулю. | ||||
4) | Могут ли магнетобактерии использовать железо в различных формах (ионах)? Меняется ли минимальная концентрация, необходимая для образования магнитосом, в зависимости от формы минерала? | ||||
5) | Связана ли реакция бактерии с температурой? |
СВЯЗАТЬ 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 том, что современная наука является междисциплинарной. Хотя Блейкмор интересовался микробиологией, его исследования привели его в области, наиболее часто связанные с химией и физикой. Возможно, учебная программа по естествознанию, которую мы используем сегодня, должна включать больше междисциплинарных проблем.
Джейн Брэй Нельсон — учитель в средней школе университета, 11501 Eastwood Dr.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 Фонда Вудро Вильсона в Принстонском университете в июле 1988 года.
Name (s): __________ Дата: __________ Период: __________
Задание 11: Как сделать магнит? (Примечания учителя)
ИДЕЯ:
Стальную иглу можно превратить в магнит, поглаживая сталь постоянным магнитом.Поглаживание приводит к тому, что домены имеют одинаковую магнитную ориентацию. Намагниченную стрелку можно использовать для изготовления компаса.
НАВЫКИ ПРОЦЕССА:
Наблюдение
Выведение
Прогнозирование
Идентификация и контроль переменных
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ:
В начале упражнения убедитесь, что иглы немагнитны. Нагревание их на горячей плите приведет к рандомизации доменов. Подойдут иглы для штопки (или любая длинная игла).
СОВЕТЫ РУКОВОДИТЕЛЮ:
Предупредите учащихся об иглах.Выпрямленную скрепку или финишный гвоздь можно заменить иглой. Пластиковая фишка для игры в покер может использоваться, чтобы удерживать иглу в воздухе. Ребристость по краю предотвращает скатывание иглы. Имейте в виду, что у учащихся могут быть предубеждения относительно выполнения аналогичной деятельности. Диаметр емкости с водой должен быть больше 10 см, чтобы игла с меньшей вероятностью ударилась о стенки емкости. Подойдет пластиковая крышка для кофейной чашки.
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 выровняться и указывать в одном направлении. Это заставляет иглу вести себя как магнит .
10. При трении иглы сильным магнитом-стержнем выравниваются магнитные домены в игле. Конец иглы, на котором удаляется магнит, становится противоположным полюсом.Например, если протереть иглу от точки к ушку северным полюсом, ушко станет южным концом иглы.
11. Глаз. Северный полюс магнита должен образовывать южный полюс в острие иглы.
ТОЧКА, КОТОРАЯ СЛЕДУЕТ ПОДЧЕРКНУТЬ В КРАТКОМ ОБСУЖДЕНИИ:
Стальная игла состоит из «крошечных магнитов» или магнитных доменов.
КРАТКОЕ ОБСУЖДЕНИЕ:
У каждого домена есть северный и южный полюс. Но полюса не выровнены по порядку, 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 со своими полюсами в одном направлении.
Если северный полюс магнита выходит из иглы в игольном ушке, 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. | Попросите учащихся идентифицировать объект в том направлении, в котором указывает игла. Попробуйте отклонить иглу и посмотрите, вернется ли игла к объекту. Затем возьмите емкость и медленно развернитесь. Посмотрите, продолжает ли игла указывать в том же направлении. | ||||
2. | Это упражнение можно выполнять с различными предметами, такими как скрепки, гвозди, старые лезвия для металлических пил, кусочки 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 поднимите железные опилки или скрепки. | ||||
3. | После этого задания предложите студентам сделать трехполюсный магнит. Некоторые промышленные магниты имеют несколько полюсов. Например, некоторые бензонасосы имеют диск с 50 полюсами на краю диска. Бензонасос делает 20 оборотов для выдачи одного галлона бензина. Двадцать оборотов с 50 полюсами на оборот означают 1000 проходов датчика и позволяют отображать точность в одну тысячную галлона. |
Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________
Задание 12: Как «разобрать» магнит? [Примечания учителя)
ИДЕЯ:
Нагревание или удары молотком заставят магнит потерять свой магнетизм.
НАВЫКИ ПРОЦЕССА:
Наблюдение
Общение
Вывод
Гипотеза
ИСТОРИЯ УЧАЩИХСЯ:
Студенты должны быть знакомы с концепцией магнитных доменов.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:
Практикуйтесь в процедурах 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, требуется высокая температура, чтобы разрушить магнетизм постоянного магнита. Некоторые конфорки будут работать, если они станут достаточно горячими. Для железного магнита необходима температура выше 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 духовке и протестируйте магнит, пока он горячий, а также после того, как он остынет. Возможно, действительно удастся увеличить магнетизм (перегруппировку молекул) при таких низких температурах.
В целях безопасности это упражнение может быть выполнено в виде демонстрации для учителей или учащихся.
ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:
8. Джостлинг перестраивает выровненные молекулы так, что магнетизм уменьшается .
9. Не ронять, не ударяться и т. Д. .
ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:
Нагревание вызывает повышенное движение магнитных доменов в ногте. Полюса доменов внутри гвоздя рассыпаются, и гвоздь теряет свой магнетизм. Удары молотком сдавливают домены таким образом, что они не совпадают, и гвоздь теряет свой магнетизм.
ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:
Попробуйте нагреть и / или встряхнуть постоянный стержневой магнит, чтобы увидеть, не уменьшился ли его магнетизм или нет.
Попросите учащихся сравнить этот результат с тем, что они обнаружили, встряхивая пробирку с железными опилками на этапе 9, Задание 10.
Связанная история о размагничивании кораблей во время Второй мировой войны
Во время Второй мировой войны магнитный переключатель активировал несколько мин, размещенных под водой. Когда корабли строились в сухом доке, клепка постоянно сотрясала стальной корпус корабля, и магнитные домены имели тенденцию выравниваться с магнитным полем Земли.Когда корабль проходит над миной, магнитный переключатель активирует мину и повреждает корабль. Чтобы предотвратить это, корабли были «размагничены». Обертывание корабля проводом, пропускающим переменный ток, было методом, используемым для размагничивания кораблей. Первоначально ток был большим и постепенно уменьшался, в результате чего магнитные домены в стальном корпусе корабля зашевелились. Корабль по-прежнему был сделан из магнитного материала, но не был магнитом.
Это можно продемонстрировать, поместив намагниченный гвоздь внутрь соленоида с воздушным сердечником.Подключите соленоид к источнику переменного тока переменного тока (например, Variac). Убедитесь, что у соленоида достаточно обмоток, чтобы выдерживать напряжение 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 размагнитится.
Информация:
• | Температура Кюри для железа = 770 Цельсия | ||||
• | Температура Кюри для кобальта = 1100 Цельсия | ||||
• 9 | Температура Кюри для никеля Цельсия|||||
• | Метан (например,g., в горелке Бунзена) температура горения = около 1950 Цельсия | ||||
• | Температура горения пропана (например, пропановой горелки) = около 2000 Цельсия |
1. Канадские никели, произведенные до 1981 года, имеют больше никеля, чем в новых монетах, поэтому они больше притягиваются к магниту.
1. Рисунок 2 и метод, предложенный Дэвидом Тейлором, PTRA, KY.
1. Это действие было просмотрено Дейвом МакКэчреном, PTRA, PA
2. См. Sargent-Welch WLS1762-46 Двусторонний четкий компас
3. Предложено Дейлом Фриландом, PTRA, MI
1. Значения этих сил зависят от размера и расстояния между магнитами пончиков. . Приведенные значения произвольны.
1. Гвоздь необходимо размагнитить. Инструкции по размагничиванию см. В мероприятии 12.
1. Ссылка на 18.07.2012
2. Ссылка на 18.07.2012
3. Карта из Operation Physics manual on Magnetism
1. Примечание : Чтобы быть уверенным, какой конец изначально является северным полюсом; мы предлагаем, чтобы один ученик держал проволоку за оба конца, а другой учащийся разрезал проволоку.
1. Дно чашки из пенополистирола создает отличную плавучесть.
1. Диаграмма из Руководства по физике операций по магнетизму.
2. Диаграмма из руководства «Операционная физика по магнетизму».
Что привлекает в магнитах?
Что привлекает в магнитах?Эксперименты с магнитами и нашим Окрестности
Что привлекает магниты?
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, немного украшений)
золота
(обручальные кольца, бабушкины зубы)
ртуть
(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 Сьюзен Б. Энтони 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 представлена фотография некоторых из этих металлов, а также фотография, показывающая медные шары.(Я получил медные шары в сувенирном магазине в Мичиган, в государственном парке Биг-Спрингс, к северу от Манистики.) 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, натуральных и научные музеи и научные магазины или магазины природы в торговых центрах.Они, как правило иметь стенд с несколькими видами красочных 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 притянуты 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 то, что
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
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:
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 держаться вместе
тоже делать браслет.
Феррожидкости
Область феррожидкостей довольно новый, и очень интересно. Феррожидкость состоит из мелких частиц (~ 10 нм) магнетит (Fe3O4), окруженный поверхностно-активным веществом, таким 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. плотность жидкости, на которую действуют магнитные поля. Когда магнит поднесенный 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 в динамиках, чтобы помочь гасить вибрации катушка динамика, и помочь охладить катушку. Отличный материал для игры!
Вот несколько фотографий того, что можно делать с флаконом с феррожидкостью.
(Я купил комплект FF-100 в компании Educational
Инновации, а также отдельная ячейка для 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.Расходы
за комплект стоит около 50 долларов. Стоимость ячейки преформы составляет около 17 долларов США.
Арбор, Эдмунд 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 можете
может управлять жидкостью.
Прочие объекты
Попробуйте и другие материалы, такие как 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 дискету. (Пожалуйста, используйте только ленту или диск, который хотите уничтожить!)
Попробуем поэкспериментировать:
Как видно на фото выше,
лента с 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 фотографиях 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 к краю купюры.
Наблюдайте, как банкнота подпрыгивает к магниту.
Причина привлекательности в том, что в чернилах на купюре есть железо.
частицы в нем.
Чтобы увидеть, какое действие магнит оказывает на
дискеты:
Возьмите дискету и попробуйте с ней все это. Обязательно
записывать именно то, что вы делаете, и свои наблюдения — две самые 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 некоторые 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.
Может быть, 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 способ — 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? К
добавление мелкого порошка железа (например, мелких железных опилок) вместе с хлопьями в качестве
это смешивается. Чтобы увидеть это, просто сделайте следующее:
б. Добавьте воду (молоко не нужно тратить) к хлопьям.
c. Перемешайте смесь, чтобы получилась водянистая каша, а не очень толстый.
d. Возьмите сильный редкоземельный магнит и поместите его в сумка наизнанку с замком на молнии. Мешок предназначен для удержания поверхности магнит свободен от частиц железа, которые очень трудно отделить.
е. Перемещайте магнит в мешке в суспензии злак.
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.
грамм. 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 список вещей, которые магниты могут и не могут привлечь?
Также ознакомьтесь с этой информацией:
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 получения различных минералов:
Проблема с 2 или 3 неизвестными стержнями
Предположим, вам даны 2 металлических стержня: один магнит, другой из железа.Однако оба они нарисованы так, что кажутся тем же. 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 тебя нет другие предметы с собой. Как вы сможете определить, какой стержень является магнит, какой стержень из железа, а какой из латуни?
Найдите здесь ответ.
Магниты | TheSchoolRun
Магниты использовались людьми со времен Древней Греции.Считается, что природные минералы, называемые магнетитом, были впервые обнаружены древними греками в году в районе Турции. Магниты раньше назывались «магнитами ». Викинги были известны как первые люди, которые использовали этот магнитный материал для создания компасов, которые позволили им перемещаться по воде в плохих погодных условиях, открывать и покорять новые земли. Считается, что викинги много лет держали в секрете магнитный компас .Магнитные компасы теперь можно найти на каждом корабле по всему миру для навигации в открытом море.
Сегодня почти все магниты производятся с использованием различных природных материалов со всего мира.
Магнетизм — это то, что дает магнитам способность притягивать предметы из железа или стали . Магнит создает вокруг себя область пространства с особыми свойствами. Эта область известна как магнитное поле . Когда два магнита приближаются друг к другу, их поля создают силы, которые притягивают или отталкивают .
Земля сама по себе является огромным магнитом , и сила, которую ее поле оказывает на другие магниты, заставляет их указывать в направлении север-юг. Этот эффект используется в магнитном компасе .
Наиболее распространенным магнитным материалом является сталь, сплав (смесь) железа, других металлов и углерода. Чистое железо намагничивается в магнитном поле, но не остается магнитным. Из стали можно сделать постоянный магнит. После намагничивания он остается намагниченным.
Два конца магнита всегда отличаются друг от друга.Конец, указывающий на север, если ему разрешено двигаться свободно, называется северным полюсом . Другой конец — это южный полюс . Эти магнитные полюса ведут себя скорее как , электрический заряд с. Полюса противоположных типов притягиваются друг к другу, а полюса одного типа — отталкиваются.
Каждый магнит окружен невидимым трехмерным магнитным полем . Поле — это область, в которой что-то меняется от точки к точке. Например, в атмосфере Земли скорость и направление ветра варьируются от места к месту.В магнитном поле сила и направление магнитного эффекта изменяются аналогичным образом. Поле наиболее сильно около магнита. Идея магнитного поля основана на работе британского ученого Майкла Фарадея (1791–1867) в начале 19 века. Он рассыпал частицы железа вокруг магнитов, чтобы выявить то, что он назвал «силовыми линиями», тянущимися от одного полюса к другому. Это помогло ему объяснить многие магнитные эффекты. Теперь мы видим силовые линии, указывающие направление поля, а расстояние между ними указывает на его силу.
Электромагниты изготовлены из проволоки, по которой проходит ток. Если провод свернут в бухту, поля от каждого витка провода создают более сильное поле. Если проволока наматывается на железный сердечник, поле становится еще сильнее. Электромагнит может быть одинарной катушкой (называемой соленоидом) или изогнутой двойной, с двумя катушками. Электромагниты позволяют легко обращаться с металлоломом. Когда ток включен, он создает сильный магнетизм, который принимает на себя стальной груз. Кран поворачивается, ток отключается, магнетизм исчезает, и сталь падает туда, куда нужно.Электромагниты имеют много других применений, включая выработку электроэнергии на плотинах гидроэлектростанций.
Слова, которые необходимо знать:
атмосфера — смесь газов, которая окружает астрономический объект, такой как Земля
притяжение — сила притяжения
компас — устройство для определения направления, обычно с намагниченным указателем который автоматически поворачивается к северному полюсу
электромагнит — магнит, состоящий из сердечника, часто сделанного из мягкого железа, который временно намагничивается электрическим током, протекающим через окружающую его катушку
сила — мощность, сила или энергия, которой кто-то или что-то обладает
трение — сопротивление трения двух предметов друг о друга, когда один или оба движутся
гидроэлектростанция — генерируется путем преобразования давления падающей или текущей воды в электричество с помощью турбины, соединенной к генератору
магнит — кусок металла, который может притягивать железные или стальные предметы к нему и удерживать или перемещать их
магнитное поле — область пространства, окружающая намагниченное тело или токопроводящую цепь, в которой может быть обнаружена результирующая магнитная сила
магнетизм — явление физического притяжения для железа, показано в магнитах или движущимся электрическим зарядом или током
материал — вещество, используемое для создания вещей
постоянных — никогда не меняется или не ожидается изменения
отталкивание — сила между двумя телами с одинаковым электрическим зарядом или магнитом полярность, которая имеет тенденцию отталкивать или разделять их
[STEEL Talk] Если в нашем теле есть железо, почему мы не придерживаемся магнитов? — Официальный отдел новостей POSCO
STEEL Talk представляет вам интересные истории S cience, T echnology, E nergy, E nvironment, L ife — и, конечно же, STEEL !
Магниты притягивают железо, поэтому они используются в различных формах.Есть много магнитов, которые мы можем видеть в нашей повседневной жизни — например, крошечные магниты на сувенирных магнитах, которые прикрепляются к дверце холодильника, магнитные защелки, которые помогают плотно закрывать предметы, и так далее.
Но если в нашем теле есть железо, почему нас не привлекают магниты? Давайте разберемся в причине подробнее.
л Железо — тоже необходимо для нашего организма!
Мы не можем жить без кислорода, и именно красные кровяные тельца доставляют этот кислород к клеткам всего тела. Молекула гемоглобина в красных кровяных тельцах содержит железо.Здесь кислород прилипает к утюгу и перемещается по телу. Таким образом, мы можем сказать, что железо необходимо в нашей жизни не только из-за преимуществ, которые оно дает, но и потому, что оно переносит кислород по нашему телу, тем самым заставляя нас оставаться в живых.
Теперь, когда мы знаем, что в нашем теле есть железо, может возникнуть следующий вопрос: «Будут ли магниты притягивать кровь из-за содержащегося в ней железа?» У многих ученых тоже был этот вопрос, и они получили ответ. Потому что, если магниты действительно притягивают кровь, мы должны быть осторожны с магнитами вокруг нас!
К счастью, железо в нашей крови не притягивается магнитами.Железо есть почти везде в нашем теле, но в крошечных количествах. Количество железа в организме взрослого человека составляет 3,5 г. Железо, содержащееся только в крови, всего 2 г. Это небольшое количество распределено по всему телу, поэтому очевидно, что на него не сильно влияет сила магнитов.
Но это объяснение несовершенно. Потому что в случае супермагнитов он может притягивать любое магнитное вещество, независимо от того, насколько оно мало. Итак, давайте выясним более точную причину этого!
л Что защищает наш организм от магнитов?
Молекулы гемоглобина, содержащие железо, имеют тенденцию отталкиваться от магнита при присоединении к кислороду.Напротив, обедненные кислородом молекулы гемоглобина слегка притягиваются магнитами.
Создатель Youtube устроил эксперимент и относительно этого объяснения. Взгляните на настоящий эксперимент! (Корейский)
Гемоглобин в нашей крови в основном связан с кислородом. Кроме того, кровь состоит в основном из «воды», которая имеет свойство отталкиваться от магнитов. Таким образом, даже если вы приложите к себе сильный магнит, вы увидите, как ваше тело удаляется, а не прилипает к нему.Разве это не потрясающе?
Вы, наверное, видели оборудование МРТ (магнитно-резонансной томографии) в больницах или в медицинских театрах. МРТ — это устройство, которое позволяет заглядывать внутрь тела с помощью мощных магнитных полей. Если кровь притянется к магниту, человек внутри МРТ окажется в серьезной опасности. Однако этого никогда не происходит, потому что железосодержащая кровь не очень сильно реагирует даже на мощный магнит. Кроме того, кровь циркулирует по телу, быстро перемещаясь по кровеносным сосудам, поэтому действие магнита снижается еще больше! Так что не волнуйтесь!
Был ли ответ удовлетворительным? Подобно тому, как различные стальные изделия, производимые производителями стали, такими как POSCO, делают нашу повседневную жизнь более удобной и счастливой, важно помнить, что железо в нашем организме также играет важную роль! Это все на сегодня! Увидимся в следующий раз! Пока ~!
* Эта статья была написана с помощью научного коммуникатора Чон-Ван Мока и создателя Youtube
Интересные факты о магнитах для детей
Магниты — это объекты, которые создают область действия магнитной силы, называемую магнитным полем.
Магнитные поля сами по себе невидимы для человеческого глаза.
Железные опилки можно использовать для отображения магнитных полей, создаваемых магнитами (например, на рисунке справа).
Магниты притягивают только определенные типы металлов, другие материалы, такие как стекло, пластик и дерево, не притягиваются.
Металлы, такие как железо, никель и кобальт, притягиваются магнитами.
Большинство металлов, однако, не притягиваются к магнитам, в том числе медь, серебро, золото, магний, платина, алюминий и другие. Однако они могут намагничивать небольшое количество, находясь в магнитном поле.
Магнетизм может притягивать магнитные объекты или отталкивать их.
Магниты имеют северный магнитный полюс и южный магнитный полюс. Если один и тот же полюс двух магнитов разместить рядом друг с другом, они будут отталкиваться (отталкиваться), а если разные полюса расположены рядом друг с другом, они будут стягиваться (притягиваться).
Магнитные объекты должны находиться внутри магнитного поля, чтобы реагировать, поэтому вам, возможно, придется поднести магнит ближе, чтобы он подействовал.
Ядро Земли, как полагают, представляет собой смесь (сплав) железа и никеля, дающую Земле собственное магнитное поле.
Магнитное поле Земли отвечает за отклонение в солнечном ветре заряженных частиц, исходящих от Солнца.
Магнитные компасы используют магнитное поле Земли для навигации в северном, южном, восточном и западном направлениях.
Электромагниты создаются электрическим током, проходящим через окружающую катушку. У них есть много применений, включая производство электроэнергии на плотинах гидроэлектростанций.
магнитных полюсов
магнитных полюсовМагниты
Энн Бастер
Мелисса Кук
1 марта 2000 г.
Описание урока: это практический, справочный урок, позволяющий учащимся использовать магниты и обнаруживают, что противоположные полюса притягиваются друг к другу, а подобные полюса отталкивают друг друга. Другая.
Класс: 1 st класс
Нормы содержания обучения:
# 16 Изучите, как движение объектов влияет на другие объекты.
# 4 Используйте навыки критического мышления в повседневной жизни.
# 2 Используйте научные исследования для различных целей.
Справочная информация:
Магнитное поле магнита — это область вокруг него, в которой находятся металл.Область магнитного поля, в которой мощность магнита равна сильнейшие называются магнитными полюсами. Если магнит повесить так, чтобы он мог свободно вращаться, он будет повернуть в направлении север-юг. Конец, обращенный к северу, называется ищущим север. полюс или северный полюс магнита. Другой конец называется южным полюсом. Когда два магниты сведены вместе, противоположные полюса будут притягиваться друг к другу, но подобные полюса будут отталкивать друг друга. Это похоже на электрические заряды.Как заряды отталкивают, и в отличие от обвинений привлекают. Поскольку свободно висящий магнит всегда будет направлен на север, магниты имеют давно использовался для поиска направления. Тысячи лет назад китайские моряки использовали намагниченная игла, плавающая в воде, определяющая направление. Это сделало простой вид компас. Колумб, как и другие исследователи, также использовал магнитные стрелки в качестве компаса. чтобы помочь им пересечь Атлантический океан.
Земля похожа на гигантский магнит, но в отличие от двух свободно висящих магнитов, северный полюс магнита притягивается к северному полюсу земли.Земля самая большая магнит на самой земле. Он состоит в основном из железа и никеля. Внешнее ядро состоит из расплавленной, расплавленной породы, в которой есть металл. Центр или внутреннее ядро Земля тоже состоит из металла. Когда внутреннее ядро движется относительно внешнего ядра, это превращает землю в один огромный магнит.
Основных концепций урока:
Когда я пытаюсь коснуться северной (зеленой) стороны моих магнитов, они толкают друг друга прочь.
Когда я пытаюсь коснуться южной (розовой) стороны моих магнитов, они толкают друг друга прочь.
Когда я складываю северную (зеленую) и южную (розовую) стороны магнитов вместе, они слипаются. вместе.
Такое ощущение, что воздух (сила) раздвигает их.
Материалы и оборудование:
17/18 магнитов
— 17/18 Экспериментальные листы «Магнитные полюса рисуют то, что происходит»
— карандаши 17/18
Процедур:
Начните урок, рассмотрев то, что мы уже знаем о магнитах.»Может ли одно имя что-то, что прилипает к магниту? «» Кто-нибудь может сказать нам что-нибудь еще, что у нас есть про магниты узнали? «
Эксперимент: разбейте учащихся на пары. Дайте каждому ребенку по магнитику.
Отметьте зеленую и розовую стороны магнита.
Раздайте каждой паре лист экспериментов. Объясните и смоделируйте, как делать лист с фактически проводя эксперимент. Скажите ученикам рисовать стрелками, что происходит когда они касаются каждой из сторон вместе.
Коллоквиум и драма: обсудите свои открытия. Попросите детей разыграть это. Один ребенок мог быть на севере и держать руки перед собой. Другой ребенок тоже будет на севере и сделайте то же самое. Эти двое не присоединятся, а оттолкнут друг друга. Для юга- Дети будут держать руки по бокам. Собравшись вместе, они не присоединятся. Для север / юг — дети будут делать то же самое и обниматься.
Скажите детям: «Магниты как друзья, им не нравятся стороны, которые такие же, как они, они хочу встретить кого-то другого.«
Если студенты понимают, что такое магниты и полюса, введите термины «сила» и «полюса».
Оценка:
Студенты будут оцениваться по их участию в эксперименте и коллоквиум. Студенты также завершат рисунок эксперимента.
Полезных интернет-ресурсов:
http://www.eskimo.com/~billb/miscon/miscon4.html#iron
На самом деле, северный и южный магнитные полюса Земли находятся глубоко в центре Земли.Здесь есть интересная информация о том, как у Земли есть магнитные полюса. Это проясняет заблуждения по этому поводу.
Навыки научного процесса, используемые детьми на уроке:
Студенты будут наблюдать, что происходит, когда они помещают одинаковые и противоположные полюса магнита. вместе.
Студенты будут записывать в свои экспериментальные листы, что происходит, рисуя их.
Студенты поймут, почему полюса притягиваются и отталкиваются.
Урок критики
1 марта 2000 г.
Магниты
Этот урок побудил студентов подумать о магнитах и позволил им возможность исследовать и открывать для себя свойства полюсов магнита. Некоторые то, что, как мне кажется, я сделал, чтобы урок был успешным, состоял в том, что я сказал студентам просто достаточно, чтобы они начали свое открытие. Когда я отключил магниты, я сказал ученикам обращать внимание на кирку и зеленые стороны магнитов, потому что это будет означать кое-что им позже.Затем я смоделировал для студентов, как проводить эксперимент. без фактического проведения эксперимента и выдачи результатов.
Этот урок был почти разобщен до того, как он начался. Я совершил серьезную ошибку; я сделал не тестировать мои материалы достаточно глубоко, чтобы убедиться, что они будут работать, прежде чем я урок с моими учениками. Моя партнерша, Энн, должна была преподать урок раньше меня, и мы ошибочно предположили, что полюса будут притягиваться и отталкиваться, как и должно быть.Они не. За несколько минут до начала урока Энн обнаружила, что они не работает. Мы смогли достать больше магнитов и провести урок, но что, если бы мы этого не сделали? узнать, что магниты не работают, и мы дали их студентам, и студенты могли не делаете урок правильно? Это был ценный опыт обучения: всегда проверяйте свой материалы!
Были некоторые методы обучения, которые я бы также изменил на этом уроке. Во-первых, я бы объяснил, как они должны были рисовать то, что они видели, с помощью магниты по-другому, иначе я бы не заставил их рисовать, а записал свои наблюдения по-другому.Я бы тоже снял свою творческую драму немного раньше во время мой коллоквиум, чтобы придать их обсуждению больше смысла. Вместо того, чтобы ждать, пока мы поговорим обо всех комбинациях полюсов и их влиянии, я бы снял драму после того, как мы обсудили каждый, с севера на север, с юга на юг, с севера на юг. Я бы также ждал введения словаря, такого как полюса и сила, в обсуждение, потому что дети еще не имели четкого представления о значении этих слов.я мог бы также записали факты или идеи, которые дети излагали во время нашего обсуждение, чтобы дети лучше прояснили свои мысли. Я начал расстраиваться из-за конец урока, потому что я не знал, как его закрыть. Дети все были такими взволнованы их открытиями, которыми многие из них хотели поделиться, но я терял внимание остального класса. Когда и как вы заканчиваете урок или рисуете вернуть внимание студентов, которых вы потеряли?
В целом, я считаю, что это был захватывающий урок.Детям было предложено думать о том, почему магниты притягивают и отталкивают, особенно отталкивают. Они хотели чтобы узнать и поделиться тем, что они узнали.
. Разное