Хорошо притягивается к постоянному магниту что
Постоянные магниты: какие тела называют постоянными магнитами
Содержание:
Люди заметили, что в природе встречается руда, притягивающая к себе металлические предметы. Последние, вследствие намагничивания, также приобретают способность притягивать железные объекты. После удаления естественного магнита тело остаётся намагниченным, и со временем это воздействие ослабевает. Рассмотрим, какие тела называют постоянными магнитами, их свойства.
Природа и принцип действия
Движущиеся в атоме электроны вследствие вращения формируют крохотные вихревые магнитные поля. Основу магнитного поля создаёт вращающийся вокруг собственной оси атом, как планеты, их спутники, звёзды.
Почему к постоянному магниту не притягиваются одни материалы, зато отлично «липнут» другие? Дело в направленности, ориентации магнитных линий. В немагнитных материалах (веществах с крайне слабой намагниченностью) поля атомов направляются в различные стороны, часто гася друг друга, а не усиливая.
В ряде металлов атомы структурированы, объединены в группы – домены – миниатюрные магнитики. В состоянии покоя кусок стали не обладает магнитными свойствами, а приложенное к нему поле, эти домены упорядочивает; они ориентируются в одну сторону, силовые линии складываются.
Как взаимодействуют постоянные магниты
Что постоянный магнит притягивает, что – отталкивает
Алюминий со свинцом и медью – немагнитные материалы или слабомагнитные.
Существует немного веществ, из каких можно сделать постоянные магниты в домашних условиях. Это неодим, железо, его сплав с углеродом – поднесите вплотную к такому предмету постоянный магнит, и вскоре кусок стали начнёт притягивать мелкие гвозди, скрепки, металлические опилки.
Различают магнитотвердые и мягкие материалы. Первые сохраняют свойства долго, но теряют их вследствие несильных ударов, вибраций; вторым присущи свойства ферромагнетика, которые быстро теряются.
Что притягивает к магниту?
1. Ферромагнетики и ферримагнетики: материалы которые, обычно, и считаются ‘магнитными’; они притягиваются к магниту достаточно сильно, так что притяжение ощущается. Только эти материалы могут сохранять намагниченность и стать постоянными магнитами. Ферримагнитные материалы, сходны, но слабее, чем ферромагнетики. Различие между ферро- и ферримагнитными материалами, связаны с их микроскопической структурой.
2. Парамагнетики: вещества, такие, как платина, алюминий, и кислород которые слабо притягиваются к магниту. Этот эффект в сотни тысяч раз слабее, чем притяжение ферромагнитных материалов, поэтому оно может быть обнаружено только с помощью чувствительных инструментов, либо с помощью очень сильных магнитов.
3. Диамагнетики: вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. По сравнению с парамагнитными и ферромагнитными веществами, диамагнитные вещества, такие как углерод, медь, вода и пластики ещё слабее отталкиваются от магнита. Проницаемость диамагнитных материалов меньше проницаемости вакуума. Все вещества, не обладающие одним из других типов магнетизма, являются диамагнитными; к ним относится большинство веществ. Силы, действующие на диамагнитные объекты от обычного магнита, слишком слабы. Однако в сильных магнитных полях сверхпроводящих магнитов диамагнитные материалы, например, кусочки свинца, могут парить. Ну а поскольку углерод и вода являются веществами диамагнитными, то в мощном магнитном поле могут парить даже и органические объекты. Например, живые лягушки.
Из этой статьи вы узнаете: Что происходит с неодимовым магнитом, если его расплавить или разрезать пополам? Магнит крепче держится на другом магните или на стали? Ослабевает ли магнитная сила магнитов со временем? Влияет ли температура на магнитную силу магнитов? Может ли стекло быть магнитным? Могут ли магниты быть мягкими и гибкими? Есть ли резина, которая реагирует на магнит? Какое самое сильное магнитное поле удалось создать на сегодняшний день? Чувствительны ли живые существа к магнетизму? И многое другое.
Также в статье есть описание пяти экспериментов, которые позволят узнать, насколько сильно неодимовый магнит притягивает яблоко. Вы также узнаете, что произойдет с магнитом, когда вы приблизите к нему горящую свечу и как неодимовый магнит искажает изображение на ЭЛТ-мониторе.
Дальше смотрите ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы, а также несколько идей интересных экспериментов.
1) Что вызывает магнитное поле у магнита?
Распределение магнитного поля представлено линиями магнитной индукции. Линии индукции проходят от северного к южному магнитному полюсу магнита.
2) Почему магнит притягивает только предметы из железа, никеля и кобальта?
3) В яблоке есть железо. Так почему его не притягивает магнит?
Большинство живых организмов и продуктов питания также содержат определенное количество железа, но они не притягиваются магнитом. Почему? Это потому, что в них очень мало железа.
4) Что такое магнитомягкий и твердый материал?
Ферромагнитные вещества можно разделить на магнитомягкие и магнитотвердые, в зависимости от того, как они теряют или сохраняют свои магнитные свойства.
5) Почему в некоторые магнитные вещества добавляют кремний?
6) Что такое Гаусс и Тесла?
7 ) Какое самое сильное магнитное поле удалось создать на сегодняшний день?
Группа ученых из Токийского университета во главе с физиком Содзиро Такеяма создала чрезвычайно сильный электромагнит, который генерировал магнитное поле в 1200 тесла.
8 ) Магнит крепче держится на другом магните или на стали?
Многие спрашивают об этом. Однако однозначного ответа нет. Удерживающая сила зависит от нескольких факторов:
Если сталь достаточно большая, удерживающая сила между сильным магнитом и куском стального листа такая же, как для магнита с магнитом. Сила прижима неодимовых магнитов к стали.
Если кусок стального листа слишком маленький или тонкий, сила между магнитом и сталью меньше. Насколько большим должен быть кусок стали, чем размер магнита? Если вы используете неодимовый магнит размером 12 × 12 мм, то стальной лист должен быть 25 × 25 мм. Сила прижима неодимовых магнитов к стали. Сила прижима неодимовых магнитов к стали.
Если между сталью и магнитом есть зазор, то удерживающая сила между одним магнитом и другим больше, чем между магнитом и сталью.
9 ) Теряют ли магниты прочность, если они длительное время прикреплены к ферромагнитному материалу?
Неодимовые магниты обычно почти постоянно сохраняют магнетизм. Сила, необходимая для размагничивания магнита, называется коэрцитивной силой. Это способность постоянного магнита противостоять размагничиванию во внешнем магнитном поле.
Чем больше коэрцитивная сила магнита, тем лучше он выдерживает размагничивание как внешними, так и собственными магнитными полями и, следовательно, имеет меньшую тенденцию к ослаблению.
Магнитотвердые материалы, используемые для изготовления постоянных магнитов, представляют собой ферромагнитные вещества с высокой коэрцитивной силой. Если вы не подвергаете магниты воздействию высоких температур и других сильных магнитных полей, они будут намагничиваться годами.
10 ) Влияет ли температура на магнитную силу и что такое температура Кюри?
Да, температура влияет на магнитную силу. Температуру Кюри впервые описал французский физик Пьер Кюри, муж Марии Кюри-Склодовской. Какова температура Кюри некоторых материалов? Смотрите на таблицу ниже.
Что происходит с магнитом, если его нагреть выше критической температуры Кюри? Ферромагнитное вещество состоит из диполей, которые образуют небольшие магнитные домены (области). Если магнит намагничен, домены располагаются равномерно.
Например, если вы бросите магнит в огонь, ориентация магнитных доменов резко изменится. При хаотическом расположении доменов магнит теряет свои магнитные свойства.
Посмотрите в видео, как пламя свечи воздействует на кусок никелевой монеты:
1 1 ) Если я разрежу магнит, теоретически должны образоваться два отдельных магнита, которые будут притягиваться на режущей стороне. Это так?
Если вы разрежете стержневой магнит вдоль, вы получите два новых отдельных магнита. Когда вы разрезаете магнит перпендикулярно магнитной оси, магниты будут притягиваться, но если вы разрежете вдоль магнитной оси, обе части будут отталкиваться друг от друга.
1 2 ) Магниты работают в космосе?
Да. Космический вакуум содержит огромное количество пыли, газа, элементарных частиц и переплетен с электромагнитным излучением и магнитными полями. Электрические и магнитные силы в вакууме даже немного сильнее, чем в воздухе на Земле.
1 3 ) Что происходит с магнитом, если его расплавить?
Ферритовые магниты более термостойкие. Их экстремальная температура составляет 250 ° C. А тем более термостойкие самариево-кобальтовые магниты, выдерживающие температуру до 350 ° C.
1 4 ) Как можно заблокировать магнитную силу?
Магниты должны потерять свою магнитную силу, если вы подвергнете их воздействию чрезвычайно высоких температур в течение продолжительных периодов времени, например, когда вы бросите их в огонь. Однако есть так называемые диамагнитные вещества, которые ослабляют магнитное поле и в то же время слабо из него выдавливаются.
Посмотрите видео о диамагнитной левитации:
1 5 ) Что такое антимагнит?
До недавнего времени экранировать магнитное поле было невозможно. Только в 2011 году испанские ученые создали первый антимагнит.
По своей конструкции антимагнит состоит из нескольких слоев. Внутренний слой изготовлен из сверхпроводящего материала, который блокирует выход внутреннего магнитного поля, а также предотвращает проникновение внешнего магнитного поля. Остальные примерно десять слоев сделаны из специальных метаматериалов, предотвращающих взаимные помехи или изменения магнитных полей.
Чем может быть полезен антимагнит? Его можно использовать, например, у пациентов с кардиостимуляторами или слуховыми имплантатами, чтобы они могли проходить обследование с помощью медицинских устройств, генерирующих сильное магнитное поле. Это также поможет защитить корабли от мин, активируемых магнитом.
1 6 ) Что такое биполярный магнит?
1 7 ) Могут ли магниты быть мягкими и гибкими?
Магниты по своей природе твердые, потому что они изготавливаются из твердых материалов. Однако специалисты по производству резиновых уплотнений могут добавлять в силиконовый каучук магнитные частицы, которые в результате могут быть магнитными. Силиконовый каучук остается эластичным и гибким даже при очень низких температурах.
Это используется, например, производителями холодильников и морозильников, которые устанавливают его на двери. Резиновый уплотнитель, заполненный магнитными частицами, хорошо прилегает к плоской и округлой конструкции холодильника, благодаря чему в нее не проникает тепло.
Гибкие магниты также входят в состав магнитных игрушек. Вы можете знать магнитный слайм как игрушку для детей. Изучите дом, может быть, вы найдете резиновые магниты где-нибудь еще.
18 ) Как работает магнитная доска для рисования?
Частью магнитной доски для рисования является магнитный карандаш, которым вы рисуете на доске.
Как работает магнитный стол? Магнитный стол для детей состоит из ячеек, заполненных белой вязкой эмульсией (несжимаемая жидкость с высоким внутренним трением) и железных опилок.
Как удалить нарисованное изображение? Движущаяся магнитная полоса используется для удаления изображения. Вы можете свободно перемещать полосу и удалять только часть рисунка или все изображение. Если не удалить рисунок, он останется на столе несколько лет, пока жидкость не высохнет.
Посмотрите, как работает магнитный стол, на видео:
1 9 ) Является ли свинец магнитным и что такое диамагнетизм?
Посмотрите видео, чтобы увидеть, как пиролитический графит и висмут реагируют на сильный неодимовый магнит :
21 ) Может ли стекло быть магнитным?
Стеклодувы в Богемии производили урановое стекло в основном во второй половине 19 века, а также в 20 веке. Бум пришел с началом холодной войны, когда уран был легко доступен. Но с его окончанием производство уранового стекла резко упало.
Достаточно чувствительный счетчик Гейгера может обнаруживать небольшую степень излучения в урановом стекле с более высокой долей урана. Но большинство кусков уранового стекла эксперты считают безвредными и лишь незначительно радиоактивными.
22) Можно ли зарядить или «перезарядить» постоянный магнит?
23) Что такое поле Хальбаха?
В коротком видео ниже вы увидите, как одна сторона набора постоянных магнитов, расположенных в соответствии с полем Хальбаха, магнитно намного сильнее, чем другая.
Затем солнечные панели проводят электричество к катушке. Эта катушка с электромагнитными свойствами становится магнитной и притягивается к постоянному магниту в основании.
Благодаря этому ротор многократно вращается, и таким образом отдельные панели чередуются. Скорость вращения ротора зависит от интенсивности падающего света. Чем ярче свет, тем быстрее он будет вращаться.
Чтобы лучше понять, посмотрите видео:
25) Что такое супердиамагнетизм?
Сверхпроводящие магниты используются, например, в парящих поездах на магнитной подвеске, где они встраиваются в нижнюю часть шасси поезда.
Кубический магнит, парящий над сверхпроводящим материалом
Поезд на магнитной подвеске
26) Чувствительны ли живые существа к магнетизму?
Да, некоторые животные чувствительны к магнетизму. Они воспринимают силовые линии, проходящие между магнитными полюсами Земли, и в результате ориентируются в своих долгих путешествиях.
Исследователи полагают, что голуби и перелетные птицы используют микроскопические частицы магнетита в своей голове, чтобы ориентироваться, а также криптохромы в глазах птиц.
Криптохромы в сетчатке глаза также помогают осьминогам ориентироваться. Исследователи также обнаружили частицы магнетита у бактерий, лосося, морских черепах, дельфинов, полевок и некоторых млекопитающих.
27) Что такое Курская магнитная аномалия?
Магнитная аномалия вызвана аномальной концентрацией железосодержащих минералов. Одной из таких аномалий является Курская магнитная аномалия в России. Это территория с огромными залежами железной руды и крупнейшая магнитная аномалия на Земле.
Курская магнитная аномалия
Другими известными аномалиями являются, например, магнитная аномалия Банги в Центральной Африке или магнитная аномалия Тигами в Канаде.
28) Есть ли магнитные океаны?
Согласно теории ученых, соленая вода, которая постоянно течет с приливами, создает электрический ток по всей планете. И этот электрический ток притягивает магнитное поле глубоко под земной корой.
5 интересных экспериментов с магнитами
Эксперимент 1. Притягивает ли неодимовый магнит яблоко?
Поставьте банки из-под лимонада или пива друг на друга и положите на них деревянную палочку. Вы можете использовать, например, китайские палочки для еды, которые вы склеиваете.
Соедините два яблока китайской палочкой и повесьте их веревкой на палочке на подставке. Как вы можете видеть на видео ниже. Затем медленно поднесите сверхсильный неодимовый магнит ближе к яблокам, и яблоки начнут медленно двигаться.
Как может яблоко реагировать на магнит? Яблоко содержит небольшое количество железа и поэтому притягивается сильной магнитной силой. Что произойдет, если вы поместите яблоко между двумя сильными магнитами и уроните магниты друг на друга?
Используйте решетку для банок с первой попытки и добавьте другую банку посередине. Поместите сверху плоскую палочку и неодимовый магнитный диск.
Подготовьте 4 монеты, содержащие железо и поместите их друг на друга в вертикальном положении. Что случится? Из-за сильного магнитного поля между сильным магнитом монеты начинают левитировать и вращаться.
Сильный магнит удержит много монет, но сколько? Используйте подставку с магнитом из предыдущего эксперимента и приготовьте несколько монет. Прикрепите первую монету к магниту и постепенно подхватите под себя остальные. Подсчитайте, насколько неодимовый магнит удержит монеты под собой.
Наденьте неодимовый диск на гвоздь и прикрепите его к тискам. Зажгите свечу и нагрейте магнит пламенем. Что теперь происходит с магнитом? Температура пламени свечи составляет около 1000 ° C, этого достаточно, чтобы магнит потерял свои магнитные свойства после нагрева.
Если вы подвергнете неодимовый магнит воздействию температур выше 80 градусов Цельсия в течение длительного времени, его магнитная сила ослабнет.
При таких температурах кристаллическая решетка разрушается, и магнит ослабевает. Если, например, бросить неодимовый магнит в огонь, он потеряет свою магнитную силу.
Предупреждение: эксперименты и игры с сильными неодимовыми магнитами могут быть опасными, остерегайтесь риска травм.
§ 60. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов
Если вставить в катушку с током стержень из закалённой стали, то в отличие от железного стержня он не размагничивается после выключения тока, а длительное время сохраняет намагниченность.
Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.
Французский учёный Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома ещё ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной. Теперь мы знаем, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали.
На рисунке 108 изображены дугообразный и полосовой магниты.
Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита (рис. 109). У всякого магнита, как и у известной нам магнитной стрелки, обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S).
Поднося магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, можно установить, что магнитом притягиваются очень немногие из них. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно слабее никель и кобальт.
В природе встречаются естественные магниты (рис. 110) — железная руда (так называемый магнитный железняк). Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, в Карелии, Курской области и во многих других местах.
Железо, сталь, никель, кобальт и некоторые другие сплавы в присутствии магнитного железняка приобретают магнитные свойства.
Магнитный железняк позволил людям впервые ознакомиться с магнитными свойствами тел. Перечислим основные из этих свойств.
Если магнитную стрелку приблизить к другой такой же стрелке, то они повернутся и установятся друг против друга противоположными полюсами (рис. 111).
Так же взаимодействует стрелка и с любым магнитом.
Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, можно заметить, что северный полюс стрелки отталкивается от северного полюса магнита и притягивается к южному полюсу. Южный полюс стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается северным полюсом.
На основании описанных опытов можно сделать следующее заключение: разноимённые магнитные полюсы притягиваются, одноимённые отталкиваются. Это правило относится и к электромагнитам.
Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита имеется магнитное поле. Магнитное поле одного магнита действует на другой магнит, и, наоборот, магнитное поле второго магнита действует на первый.
С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.
Рисунок 112, (а) даёт представление о картине магнитного поля полосового магнита, а рисунок 112, (б) — о картине магнитного поля дугообразного магнита. 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.
На рисунке 113, (а) показаны магнитные линии магнитного поля двух магнитов, обращённых друг к другу одноимёнными полюсами, а на рисунке 113, (б) — двух магнитов, обращённых друг к другу разноимёнными полюсами.
Все описанные выше картины можно легко получить на опыте.
Вопросы
1. Какие тела называют постоянными магнитами?
2. Как Ампер объяснял намагничивание железа?
3 Как можно теперь объяснить молекулярные токи Ампера?
4. Что называют магнитными полюсами магнита?
5. Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов?
6. Как можно получить представление о магнитном поле магнита?
Упражнение 42
1. Предложите способ определения полюсов намагниченного стального стержня.
2. Какую форму надо придать проводу, чтобы при наличии тока в нём силовые линии его магнитного поля были расположены так же, как у полосового магнита?
Задание
1. Дугообразный магнит поднесите к листу картона. Магнит не притянет его. Затем положите картон на мелкие гвозди и снова поднесите магнит. Лист картона поднимется, а за ним и гвозди. Объясните явление.
2. Положите дугообразный магнит на край стола. Тонкую иглу с ниткой положите на один из полюсов магнита. Затем осторожно потяните иглу за нить, пока игла не соскочит с полюса магнита. Игла зависает в воздухе (рис. 114). Объясните явление.
Всё ли притягивают магниты?
Цель: Определить свойства магнитов притягивать металлические предметы
Материалы: предметы из дерева, металлов, пластмасс, стали, бумаги; магнит.
Вывод:магниты обладают способностью притягивать предметы из железа или стали, никеля и некоторых других металлов. Дерево, пластмасса, бумага, ткань не реагируют на магнит.
«Как достать скрепку из воды не намочив рук»
Цель: Продолжать знакомить детей со свойствами магнита в воде.
Материал: Стаканчик с водой, железные предметы, магнит.
Убирая скрепки после экспериментов детей Узнайка «случайно» роняет часть из них в стакан с водой. Возникает вопрос, как достать скрепки из воды, не намочив рук при этом. После того как детям удается вытащить скрепки из воды с помощью магнита выясняется, что магнит действует на железные предметы в воде. Такой же опыт с песком.
Вывод. Вода не мешает действию магнита. Магниты действуют на железо и сталь, даже если они разделены с ним водой.
Цель: Познакомить со способом сравнения силы магнита.
Материал: Большой подковообразный и полосовой средней величины магнит, скрепки.
Предложите детям определить, какой магнит сильнее – большой подковообразный или полосовой средней величины (это может быть спор, в котором участвуют сказочные персонажи, хорошо знакомые детям). Рассмотрите каждое из предложений детей, как узнать, какой из магнитов сильнее. Детям при этом не обязательно формулировать свои предложения словесно. Ребенок может выразить свою мысль наглядно, действуя с предметами, необходимыми для этого, а педагог (или гном Узнайка) вместе с другими помогает вербализовать ее.
В результате обсуждения выявляются два способа сравнения силы магнитов:
1. по расстоянию – сильнее тот магнит, который притянет стальной предмет (скрепку), на большем расстоянии (сравниваются расстояния между магнитом и тем местом, где находится притянутая им скрепка);
2. по количеству скрепок – сильнее тот магнит, который удерживает у своего полюса цепочку с большим количеством стальных скрепок (сравнивается количество скрепок в цепочках, «выросших» у полюсов магнитов), или же – по густоте железных опилок, прилипших к магниту.
Обратите внимание на эксперименты – «подсказки» с двумя магнитами разной силы, которые можно показать детям в случае их затруднений:
1. одинаковые стальные скрепки один из магнитов притягивает с большого расстояния, чем другой;
2. один магнит удерживает у своего полюса целую цепочку с большим количеством скрепок, чем другой (или более густую «бороду» железных опилок).
Пусть дети в ходе этих экспериментов определят, какой из магнитов сильнее, а затем объясняют, как они догадались, что им «подсказало» ответ.
Подсчитав количество скрепок у полюсов разных магнитов и сравнив их, дети приходят к выводу, что силу магнита можно измерить количеством скрепок, удерживаемых в цепочке около его полюса.
Таким образом, скрепка в этом случае является «меркой» для измерения силы магнита.
Дополнительно. Можно взять вместо скрепок другие стальные предметы (например, шурупы, кусочки стальной проволоки и т.д.) и составить из них цепочки у полюсов магнитов. Это поможет детям убедиться в условности выбранной «мерки», в возможности ее замены другими.
Вывод:форма и размер магнита влияет на его силу. Подковообразные магниты сильнее прямоугольных. Среди магнитов, имеющих одну форму, сильнее будет магнит большего размера. Магниты притягивают даже на расстоянии. Чем больше магнит, тем больше сила притяжения и тем больше расстояние, на котором магнит оказывает свое воздействие.
Магниты обладают свойством притягивать металлические предметы. Магнитная сила может действовать через различные предметы и на значительном расстоянии. Не все магниты одинаковы, разные магниты имеют разную силу, эта сила зависит от формы и размера магнита.
«От чего зависит сила магнита?»
Цель: Развивать логико-математический опыт в процессе сравнения силы магнита через предметы.
Материал: Большая консервная банка, маленький кусок стали.
Гном путаник предлагает сделать большой магнит. Он уверен, что из большой железной банки получится сильный магнит – сильнее, чем из маленького куска стали.
Дети высказывают свои предложения по поводу того, из чего получится лучший магнит: из большой консервной банки или из маленького куска стали.
Проверить эти предложения можно экспериментально: попробовать натереть оба предмета одинаково, а затем определить, какой из них сильнее (о силе получившихся магнитов можно судить по длине «цепочки» из одинаковых железных предметов, удерживаемой у магнитного полюса).
Но для такой экспериментальной проверки надо решить ряд проблем. Для того, чтобы одинаково натереть оба будущих магнита, можно:
Вывод: что более сильный магнит получается из стальных предметов (например, из стальной иголки). Из жестяной консервной банки магнит получается очень слабый или не получается вообще. Размер предмета значения не имеет.
«Сделать магнит помогает электричество»
Цель: Познакомить детей со способом изготовления магнита с помощью электрического тока.
Материал: Батарейка от карманного фонарика и катушка из-под ниток, на которую равномерно наматывают медную изолированную проволоку толщиной 0,3 мм.
Будущий магнит (стальной стержень, иголки и т.д.) вставляют внутрь катушки (в качестве сердечника). Размер будущего магнита должен быть таким, чтобы его концы несколько выдавались из катушки. Присоединив концы проволоки, намотанной на катушку, к батарейке от карманного фонаря и пустив тем самым электрический ток по проводу катушки, мы намагнитим стальные предметы, находящиеся внутри катушки (иголки следует вставлять внутрь катушки, подобрав их «ушками» в одну сторону, остриями – в другую).
В этом случае магнит, как правило, получается более сильным, чем при изготовлении его натиранием стальной полоски.
«Какой магнит сильнее?»
Цель: Сравнить силы магнитов, изготовленных разными способами.
Материал: Три магнита разной формы и величины, стальные скрепки и другие металлы.
Предложите детям сравнить свойства трех магнитов (используя в качестве «мерок» для измерения силы магнитов скрепки или другие стальные предметы):
Цель: Познакомить со свойствами магнитной стрелки.
Материал: Магнит, магнитная стрелка на подставке, иголка, полоски красного и синего цвета, пробка, сосуд с водой.
Покажите детям магнитную стрелку (на подставке), дайте им возможность экспериментально убедиться в том, что она представляет собой магнит.
Обратите внимание. Если в вашем расположении нет магнитной стрелки на подставке, ее можно заменить обыкновенной иголкой. Для этого надо ее намагнитить, обозначив северный и южный полюса соответственно полосками красной и синей бумагой (или ниток). Затем – положить иголку на пробку, а пробку поместить в плоский сосуд с водой. Свободно плавая в воде, иголка повернется в том же направлении, что и магниты.
Цель: Познакомить с устройством, работой компаса и его функциями.
1. Каждый ребенок кладет компас на ладонь и «открыв» его (как это сделать, показывает взрослый), наблюдает за движением стрелочки. В результате дети еще раз выясняют, где север, где юг (на этот раз – с помощью компаса).
Игра «Команды».
Дети встают, кладут компасы на ладонь, открывают их и выполняют команды. Например: сделать два шага на север, затем – два шага на юг, еще три шага на север, один шаг на юг и т.д.
Научите детей находить с помощью компаса запад и восток.
Для этого выясните, что обозначают буквы – С, Ю, З, В – которые написаны внутри компаса.
Затем пусть дети повернут компас на ладони так, чтобы синий конец его стрелки»смотрел» на букву С, т.е. – на север. Тогда стрелочка (или спичка), которая (мысленно) соединяет буквы З и В, покажет направление «запад – восток» (действия с картонной стрелочкой или спичкой). Таким образом, дети находят запад и восток. Игра в «Команды» с «использованием» всех сторон горизонта.
«Когда магнит вреден»
Цель: Познакомить с тем, как магнит действует на окружающее.
Выясните с детьми, что такие «фокусы» с магнитом вредны для компаса – его показания «сбиваются» (поэтому лучше для этого эксперимента взять только один компас).
Магнит вреден для аудио- и видеокассет: и звук, и изображение на них могут испортиться, исказиться.
Оказывается, и для человека тоже вреден очень сильный магнит, поскольку и у человека, и у животных в крови есть железо, на которое магнит действует, хотя этого и не чувствуется.
Выясните с детьми, вреден ли магнит для телевизора. Если сильный магнит поднести к экрану включенного телевизора, то изображение исказится, возможно, пропадет цвет. после того, как магнит уберут, и то, и другое должно восстановиться.
Обратите внимание на то, что такие эксперименты опасны для «здоровья» телевизора еще и потому, что магнитом можно нечаянно поцарапать экран или даже разбить его.
Пусть дети вспомнят и расскажут Узнайке о том, как «защититься» от магнита (с помощью стального экрана, магнитного якоря.
Цель: Выявить действия магнитных сил Земли.
Материал: Шар из пластилина с закрепленной на нем намагниченной английской булавкой, магнит, стакан с водой, обычные иголки, растительное масло.
Проведение опыта.Взрослый спрашивает у детей, что будет с булавкой, если поднести к ней магнит (она притянется, так как металлическая). Проверяют действие магнита на булавку, поднося его разными полюсами, объясняют увиденное.
Дети выясняют, как будет вести себя иголка вблизи магнита, выполняя опыт по алгоритму: смазывают иголку растительным маслом, осторожно опускают на поверхность воды. Издалека, медленно на уровне поверхности воды подносят магнит: игла разворачивается концом к магниту.
Дети смазывают намагниченную иголку жиром, аккуратно опускают на поверхность воды. Замечают направление, осторожно вращают стакан (иголка возвращается в исходное положение). Дети объясняют происходящее действием магнитных сил Земли. Затем рассматривают компас, его устройство, сравнивают направление стрелки компаса и иголки в стакане.
Цель: Понимать, что полярное сияние – проявление магнитных сил Земли.
Материал: Магнит, металлические опилки, два листа бумаги, трубочка для коктейля, воздушный шар, мелкие кусочки бумаги.
Проведение опыта. Дети кладут под лист бумаги магнит. С другого листа на расстоянии 15см сдувают через трубочку на бумагу металлические опилки. Выясняют, что происходит (опилки располагаются в соответствии с полюсами магнита). Взрослый поясняет, что так же действуют магнитные силы земли, задерживая солнечный ветер, частицы которого, двигаясь к полюсам, сталкиваются с частицами воздуха и светятся. Дети вместе со взрослым наблюдают притягивание мелких кусочков бумаги к наэлектризованному трением о волосы воздушному шару (кусочки бумаги – частицы солнечного ветра, шар – Земля).
Цель: Объяснить действие магнитных сил, использовать знания для создания картины.
Материал: Магниты разной формы, металлические опилки, парафин, ситечко, свеча, две пластины из стекла.
Проведение опыта. Дети рассматривают картину, выполненную с использованием магнитов и металлических опилок на парафиновой пластине. Взрослый предлагает детям выяснить, как она создана. Проверяют действие на опилки магнитов разной формы, высыпая их на бумагу, под которой помещен магнит. Рассматривают алгоритм изготовления необычной картины, выполняют последовательно все действия: покрывают парафином стеклянную пластину, устанавливают ее на магниты, через сито высыпают опилки; подняв, нагревают пластину над свечой, накрывают второй пластиной, делают рамку.
«Магнит рисует Млечный путь»
Цель: познакомить детей со свойством магнита притягивать металл, развивать интерес к экспериментальной деятельности.
Материал: магнит, металлические опилки, лист бумаги с изображением ночного неба.
Проведение опыта. Наблюдение со взрослыми за ночным небом, на котором хорошо виден Млечный путь.На карту неба широкой полосой высыпаем опилки, имитирующие Млечный путь. С обратной стороны подносим магнит и медленно передвигаем его. Опилки, изображающие созвездия, начинают двигаться по звездному небу. Там, где у магнита находится положительный полюс, опилки притягиваются друг к другу, создавая необычные планеты. Там, где у магнита находится отрицательный полюс, опилки отталкиваются друг от друга, изображая отдельные ночные светила.
Цель: Развивать творческое воображение детей в процессе поиска способов использования магнитов, драматизации сказок для «магнитного» театра. Расширять социальный опыт детей в процессе совместной деятельности (распределение обязанностей). Развивать эмоционально-чувственный опыт, речь детей в процессе игр-драматизаций.
Материал: Магнит, стальные скрепки, листы бумаги. Материалы, необходимые для рисования, аппликации, оригами (бумага, кисти и краски или карандаши, фломастеры, ножницы, клей).
Детям предлагается в качестве сюрприза ко дню рождения гнома Волшебника подготовить спектакль в театре, в котором используются магниты (гном Волшебник очень ими увлечен).
«Подсказкой» для устройства магнитного театра служит опыт, в котором по бумажному экрану движется скрепка под действием магнита.
В результате поисков – экспериментирования, раздумья, обсуждений – дети приходят к выводу о том, что если к бумажным фигуркам прикрепить какие-либо легкие стальные предметы (скрепки, кружочки и т.д.), то они будут удерживаться магнитом и двигаться по экрану сего помощью (магнит при этом подносят к экрану с другой – невидимой зрителю – стороны).
Кроме того, желательно сделать специальные пригласительные для гнома Волшебника и всех остальных гостей. Например, такие: Приглашаем всех на первый спектакль самодеятельного детского магнитного театра «ЧУДО-МАГНИТ».
Цель: Развивать творческое воображение детей в процессе поиска способов применения магнитов, придумывания сюжетов для игр с их использованием. Расширять преобразовательно-созидательный опыт детей в процессе конструирования игр (их рисования, раскрашивания, вырезания). Расширять социальный опыт детей в процессе совместной деятельности – распределение обязанностей между ее участниками, установление сроков работы, обязательность их соблюдения.
Материал: Настольная игра «поймай рыбку»; книги и иллюстрации, помогающие детям придумывать сюжеты «магнитных» игр; материалы и инструменты, необходимые для изготовления игры «Поймай рыбку» и других «магнитных» игр (в количестве, достаточном для того, чтобы в изготовлении таких игр принял участие каждый ребенок).
Предложите детям рассмотреть настольно-печатную игру «Поймай рыбку», рассказать, как в нее играть, каковы правила и объяснить, почему рыбки «ловятся»: из чего они сделаны, из чего – «удочка», как, благодаря чему удается «поймать» бумажную рыбку удочкой – магнитом.
Предложите детям самим сделать такую игру. Обсудите, что нужно для ее изготовления – какие материалы и инструменты, как организовать работу (в каком порядке ее выполнять, как распределить обязанности между «изготовителями»).
После того, как игра готова, предложите детям поиграть в нее.