Oddziaływanie pola magnetycznego - biegunowa budowa magnesów.

Trochę historii... Już 2500 lat p.n.e. Chińczycy stosowali „kompas” W VI p.n.e. Tales z Miletu obserwował przyciąganie i odpychanie traw przez rudę żelaza (magnetyt) W XVI n.e. Gilbert stwierdził, że Ziemia jest magnesem, a największe przyciąganie występuje na biegunach Słowo „magnetyzm” wywodzi się od nazwy okręgu Magnesia w Azji Mniejszej

Definicja... Wstępnie pole magnetyczne definiujemy jako substancje materialną, która oddziałuje z pewną siłą na poruszające się ładunki elektryczne, przewodniki z prądem oraz dipole magnetyczne. Wówczas pole to jest wytwarzane przez ładunki elektryczne, przewodniki z prądem oraz stałe magnesy. Historycznie zostało przyjęte, że zwrot linii pola jest ustawiony od bieguna północnego N do bieguna południowego S.

Magnesy Zwykle wykonane w postaci sztabki lub podkowy. Oddziaływają na siebie wzajemnie siłami magnetycznymi, tak że ich końce przyciągają się lub odpychają w zależności od tego, czy zbliżamy je do siebie biegunami różnoimiennymi, czy jednoimiennymi. W magnesach naturalnych efekty magnetyczne są najsilniejsze na końcach magnesu, nazwanych biegunami. Obserwacje można przeprowadzić przy pomocy opiłków żelaza lub igły magnetycznej. Opiłki żelazne w pobliżu magnesu namagnesują się w taki sposób, że same stają się dipolami magnetycznymi i ustawiają wzdłuż pola magnetycznego.

Przestrzeń wokół magnesów, w której działają siły magnetyczne. - Planety - Magnesy - Elektromagnesy - Przewodniki z prądem

Czym jest magnes? Magnes trwały - ciało wykonane z materiału ferromagnetycznego posiadającego silne właściwości magnetyczne, wytwarzające w otaczającej przestrzeni stałe pole magnetyczne. Do opisu właściwości magnesu używa się umownie pojęcia biegunów magnetycznych.

Co to jest magnes? Już w starożytności wiedziano, że pewna ruda żelaza Fe3O4 przyciąga żelazo. Ruda ta obecnie nosi nazwę Magnetytu. Magnesy naturalne to rudy magnetyczne, natomiast magnesy sztuczne otrzymujemy w najprostszym wypadku przez pocieranie w specjalny sposób przedmiotów stalowych magnesem naturalnym. Magnesem może być każdy metal posiadający właściwości ferromagnetyczne, np żelazo, kobalt, nikiel i wiele stopów (stal). Ferrum od łacińskiego słowa - żelazo.

Magnes Magnetyt - ruda żelaza Magnez Mg Magnezyt – węglan wapnia

Kompas – igła magnetyczna Igła kompasu zbudowana jest z ferromagnetyka

W magnesie wyróżniamy dwa bieguny: północny i południowy Bieguny magnesu W magnesie wyróżniamy dwa bieguny: północny i południowy

Tak kształtuje się pole wokół magnesów

Jeżeli magnes naturalny lub sztuczny zanurzymy w opiłkach stalowych zauważymy, że zdolność przyciągania magnesu koncentruje się w dwóch przeciwległych końcach, natomiast środkowa część magnesu nie objawia żadnego działania. Końce magnesu nazywamy biegunami magnesu.

MAGNES

DOŚWIADCZENIE 1 Zawieszamy magnes na nici. Do północnego bieguna tego magnesu zbliżamy drugi magnes biegunem południowym. Czynność powtarzamy ale tym razem zbliżając biegun północny do północnego. NA PODSTAWIE WYKONANEGO DOŚWIADCZENIA STWIERDZAMY, ŻE BIEGUNY JEDNOIMIENNE MAGNESU SIĘ ODPYCHAJĄ, A RÓŻNOIMIENNE SIĘ PRZYCIĄGAJĄ.

ILUSTRACJA DOŚWIADCZENIA przyciąganie S N N S S odpychanie N S N S S

Doświadczenie 2 Łamiemy magnes sztabkowy na dwie części (w połowie), próbując oddzielić ich bieguny i sprawdzamy właściwości obu części. Po złamaniu otrzymaliśmy dwa magnesy, każdy z dwoma biegunami. WNIOSEK: Bieguny magnesu nie dają się oddzielić jeden od drugiego.

Nasz szkolny eksperyment odpychające się magnesy przyciągające się magnesy Jeżeli magnesy położyliśmy dostatecznie blisko, to na siebie oddziaływały. Gdy ustawimy je w taki sposób, aby były zwrócone do siebie końcami oznaczonymi tak samo, wówczas magnesy zaczną się odpychać i się odsuną : natomiast, gdy będą zwrócone do siebie końcami różnie oznaczonymi, wówczas zaczną się przyciągać. Gdy trzymaliśmy magnesy w dłoniach, poczuliśmy ich odpychanie się lub ewentualne przyciąganie do siebie w zależności od biegunów.

ukazanie linii sił pola magnesu za pomocą igiełek magnetycznych. Doświadczenie 3 ukazanie linii sił pola magnesu za pomocą igiełek magnetycznych. Umieszczamy igiełki magnetyczne w przestrzeni otaczającej magnes. OBSERWACJE: Każda igła magnetyczna ustawia się wzdłuż linii sił pola, które w jedną stronę przyciąga biegun N każdej igły i odpycha w drugą stronę biegun S. WNIOSEK: Zwrot północnego bieguna igiełek wyznacza zwrot linii sił pola.

Doświadczenie wykonane to działa……

Graficzny obraz linii sił wokół magnesu sztabkowego z doświadczenia nr 3

Wniosek Pole magnetyczne jest to przestrzeń, w której na umieszczone w niej magnesy działają siły magnetyczne. Pole magnetyczne istnieje wokół każdego magnesu (także Ziemi). Magnesy mają dwa bieguny: północny (N) i południowy (S). Bieguny różnoimienne przyciągają się, a jedno imienne odpychają.

BIEGUN PÓŁNOCNY to biegun swobodnie zawieszonego magnesu, który zwraca się ku północy, natomiast BIEGUN POŁUDNIOWY to biegun zwrócony na południe. W kompasie, który służy do orientacji w terenie, igła magnetyczna osadzona jest na ostrzu i ustawiona swobodnie wskazuje północ wektorem. KOMPAS

Pola magnetyczne (stałe) i elektromagnetyczne (zmienne) oddziałują na organizmy żywe. Wszystko, co żyje na Ziemi podlega oddziaływaniu pola magnetycznego. Dla niektórych gatunków zwierząt: owadów, ptaków czy ryb pole magnetyczne Ziemi stwarza możliwość bezbłędnej orientacji w przestrzeni (np. coroczne wędrówki ptaków do tych samych miejsc). W organizmach ich występują „biokompasy” sprzężone najprawdopodobniej z „zegarem biologicznym”.

Podsumowanie W naszej prezentacji staraliśmy się udowodnić, że możliwe jest wyciągnięcie magnesem igły ze stogu siana. Niezbędna jest do tego jednak wiedza z magnetyzmu, którą w zarysie tu przedstawiliśmy. Nie gwarantujemy, że nasz sposób pozwoli wyciągnąć każdą igłę z dowolnego stogu. Życzymy jednak wszystkim naukowych poszukiwań i wielu odkryć.

Dziękujemy za uwagę.

Prezentację i doświadczenia z magnesami przygotowali i wykonali: Bartelke Marta Chylewski Przemysław Formela Kacper Kaszubowska Paulina Lucht Mateusz Treder Maksymilian Kl. II m Gimnazjum nr 2 w Rumi 2011 rok KONIEC