WŁAŚCIWOŚCI MAGNESÓW TRWAŁYCH CELE LEKCJI: Uczeń potrafi: nazwać bieguny magnetyczne magnesu, opisać oddziaływania między magnesami, opisać oddziaływania magnesu z metalami, wnioskować o istnieniu pola magnetycznego,

Magnetyt – Fe3O4 – ruda żelaza wykazująca właściwości magnetyczne, tzn Magnetyt – Fe3O4 – ruda żelaza wykazująca właściwości magnetyczne, tzn. przyciąga żelazo. Wykryta w Azji Mniejszej koło Magnezji.

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MAGNESÓW Magnesy zbliżane do siebie biegunami jednoimiennymi odpychają się, a różnoimiennymi się przyciągają.

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MAGNESÓW Najsilniejsze oddziaływanie magnesu na przedmioty stalowe występuje przy jego biegunach, swoją środkową częścią magnes nie przyciąga tych przedmiotów.

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MAGNESÓW WNIOSKI: Drobne przedmioty stalowe i żelazne umieszczone w pobliżu magnesu są przyciągane przez ten magnes. Nie wszystkie metale umieszczone w pobliżu magnesu są przyciągane przez magnes (np. miedź, aluminium, złoto, srebro).

Końce magnesu nazywamy biegunami magnetycznymi. biegun północny magnetyczny – koniec magnesu zwracający się w stronę bieguna północnego geograficznego (N), b) biegun południowy magnetyczny – koniec magnesu zwracający się w stronę bieguna południowego geograficznego (S). magnes sztabkowy magnes podkowiasty Igła magnetyczna – mały magnes podparty w środku (ustawia się wzdłuż południka magnetycznego Ziemi.

POLE MAGNETYCZNE MAGNESÓW

Pole magnetyczne jest to przestrzeń otaczająca magnes trwały lub przewodnik, w którym płynie prąd. Pole magnetyczne - stan przestrzeni, w której na poruszające się ładunki elektryczne, inne magnesy, a także na przedmioty wykonane stali i żelaza działają siły magnetyczne.

Pole magnetyczne można przedstawić graficznie za pomocą linii sił pola. Zwrot linii pola wskazuje północny biegun igły magnetycznej umieszczonej w tym polu. Linie sił pola magnesu sztabkowego

POLE MAGNETYCZNE ZIEMI Pole magnetyczne w pobliżu Ziemi jest podobne do pola wytworzonego przez magnes sztabkowy We wnętrzu Ziemi istnieje ciekłe jądro zewnętrzne, w którym występują prądy konwekcyjne. Prądy takie unoszą ze sobą olbrzymie ilości wolnych elektronów, które są równoważne z prądem elektrycznym, który z kolei skutkuje powstaniem otaczającego pola magnetycznego.

Bieguny magnetyczne Ziemi Dipol magnetyczny umieszczony w środku Ziemi, nachylony względem osi obrotu o kąt 11,5°. Na rysunku zaznaczone są bieguny geograficzne, magnetyczne i geomagnetyczne oraz równik geograficzny, magnetyczny i geomagnetyczny

Jak wyjaśnić magnetyczne własności ciał? Model atomu – elektrony krążące wokół jądra Elektron poruszający się po zamkniętej powłoce jest równoważny mikroskopijnej pętli z prądem, wytwarzającej własne pole magnetyczne Jądro atomowe Elektron

Własności magnetyczne atomu: Wypadkowy moment magnetyczny atomu jest sumą wszystkich momentów magnetycznych elektronów (a także w bardzo niewielkim, zazwyczaj pomijanym stopniu również i protonów i neutronów). Z uwagi na dążenie w przyrodzie do minimalnego stanu energetycznego pojedyncze momenty magnetyczne elektronów mają tendencję do ustawiania się w przeciwnych kierunkach (zarówno momenty orbitalne jak i spinowe) czym powodują znoszenie udziału magnetycznego takich sparowanych elektronów. Dlatego też, dla atomu z całkowicie wypełnionymi powłokami i podpowłokami elektronowymi wewnętrzne magnetyczne momenty znoszą się całkowicie. Tylko atomy z częściowo wypełnionymi powłokami elektronowymi posiadają wypadkowy moment magnetyczny, którego wartość zależy głównie od ilości niesparowanych elektronów.

Podstawowe materiały magnetyczne Paramagnetyki Ferromagnetyki Diamagnetyki

Paramagnetyki W zewnętrznym polu magnetycznym paramagnetyki ustawiają się wzdłuż linii sił pola magnetycznego [para w języku greckim oznacza wzdłuż] N S paramagnetyk W nieobecności zewnętrznego pola magnetycznego paramagnetyk nie jest namagnesowany

Paramagnetyki Do paramagnetyków należą m.in. tlen (O2), tlenek azotu(II) (NO), lit, sód, potas, magnez, wapń, glin, ebonit, hemoglobina krwi, roztwory wodne soli zawierających jony pierwiastków przejściowych, niektóre z tych soli w postaci krystalicznej, … W zewnętrznym polu magnetycznym paramagnetyk magnesuje się zgodnie z tym polem N S

Diamagnetyki Należą do nich: rtęć, miedź, złoto, cynk, woda, wodór, chlor, kwarc, jednoatomowe gazy szlachetne, azot, rodzynki … W zewnętrznym polu magnetycznym diamagnetyki ustawiają się prostopadle do linii sił pola magnetycznego. N S diamagnetyk

Diamagnetyki Diamagnetyki samorzutnie nie wykazują właściwości magnetycznych - nie są przyciągane przez magnes. Umieszczenie diamagnetyka w zewnętrznym polu magnetycznym powoduje powstanie w tym materiale pola magnetycznego skierowanego przeciwnie do zewnętrznego pola. N S

Domena magnetyczna - wymiary około 0,0001-0,01 m Ferromagnetyk Do ferromagnetyków należą m.in.: żelazo, kobalt, nikiel oraz niektóre stopy Nazwa ferromagnetyk pochodzi od łacińskiej nazwy żelaza „ferrum” Domena magnetyczna - wymiary około 0,0001-0,01 m

Ferromagnetyk w niezerowym polu magnetycznym S B

Zastosowanie ferromagnetyków Miękkie -to np. stopy Fe i Si, Fe i Ni, Fe i Co, -stosowane: w transformatorach, do generacji energii elektrycznej (generatory, alternatory i prądnice) oraz zamiany energii elektrycznej w mechaniczną (silniki elektryczne), do zapisu danych cyfrowych na dyskach lub kartach magnetycznych. Półtwarde - wykorzystywane do wytwarzania pamięci magnetycznych, gdzie powierzchnia magnetyczna jest namagnesowana w kierunku dodatnich (logiczna jedynka) lub ujemnych (logiczne zero) wartości indukcji magnetycznej, systemów zabezpieczeń towarowych, czujników Twarde – magnetyt, stal i inne stopy metali ferromagnetycznych, np. Alnico zawierające Fe, Co, Ni, - stosowane do wytwarzania magnesów trwałych,

PODSUMOWANIE Każdy magnes ma dwa bieguny: północny (N) i południowy (S). Nie można rozdzielić biegunów magnesu. Każdy podział daje magnesy dwubiegunowe. Bieguny jednoimienne magnesów odpychają się, a bieguny różnoimienne przyciągają się wzajemnie. Ruda magnetytu, magnes stały (namagnesowany stalowy przedmiot), kula ziemska wytwarzają wokół siebie pole magnetyczne, które możemy badać za pomocą igiełki magnetycznej lub opiłków żelaza. Pole magnetyczne przedstawiamy na rysunku w postaci tzw. linii pola magnetycznego. Linie przebiegają od bieguna północnego do bieguna południowego. Pole magnetyczne w pobliżu Ziemi jest podobne do pola wytworzonego przez magnes sztabkowy.