XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайны магнита
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Однажды мне подарили набор увлекательных экспериментов «Магнетизм». Я люблю делать разные опыты и с удовольствием проделал эти эксперименты и поиграл.
Мне стало интересно узнать, какие тайны хранит в себе магнит, какая сила притягивает предметы к магниту. Так же захотелось выяснить, как люди используют магниты в своей жизни.
Хочу выяснить, как применяя магниты, их особенности и свойства можно улучшить нашу жизнь.
Цель: выяснить принцип действия, свойства и применение магнита.
Задачи:
Узнать, что такое магнит.
Узнать где применяются магниты.
Исследовать принцип действия и свойства магнита.
Объект исследования: магнит и созданное им магнитное поле.
Предмет исследования: области применения, свойства и принцип действия магнита.
Методы проведенных исследований: аналитический, описательный, экспериментальный.
Гипотеза: использование магнитов играют важную роль в современной жизни.
Проблема: действительно ли магниты играют важную роль в современной жизни?
ГЛАВА 1
1.1. ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТА
Способность притягивать к себе железные тела были известны людям с глубокой древности. Еще древние греки знали о существовании такого минерала. Его назвали магнетит, так как был обнаружен в области Магнисия. Так и получилось название «магнит»: «камень из Магнисии».
Существует легенда о пастухе по имени Магнус. Рассказывали, что он странствовал со своими овцами и вдруг обнаружил, что железный наконечник его посоха и гвозди в его башмаках прилипают к странному чёрному камню.
На территории современной Гватемалы в Центральной Америке были найдены «толстые мальчики» - символ сытости и плодородия – сделанные из магнитных пород. Индейцы делали изображения черепах с магнитной головой, которая умела ориентироваться по сторонам света.
По самому распространенному мнению, магнит впервые был открыт в Китае за 4 тысячи лет до нашей эры. В летописях о применении магнитных материалов упоминалось использование компаса в виде ложки на гладкой поверхности для предсказаний.
Позднее люди исследовали магниты, и было сделано много открытий:
магнит имеет полюса (северный и южный), они могут притягиваться и отталкиваться;
создан компас, которым стали пользоваться путешественники и мореплаватели;
нагревание магнита уменьшает его силу;
Земля является огромным магнитом;
связь между полярным сиянием и магнитными бурями.
Кстати, любопытно, откуда взялось название «магнитная буря». Оказывается, бывают дни, когда стрелка компаса перестаёт указывать на север, а начинает беспорядочно кружиться. Это может продолжаться несколько часов или даже несколько суток. Поскольку первыми данный феномен обнаружили моряки, то и окрестили явление красиво – магнитной бурей.
В разных странах магнит называли по-разному: китайцы называли его чу-ши, французы – айман, индусы – тхумбака, египтяне – кость Ора. Эти названия переводится как «любящий». Именно так описывалось основное свойство магнитов – притягивать, «любить» железо.
ЧТО ТАКОЕ МАГНИТ
Постоянные магниты – это тела, длительное время сохраняющие намагниченность.
Постоянный магнит всегда имеет два магнитных полюса: северный (N) и южный (S), это те места, где магнитное действие самое сильное.
Полюса магнитов могут притягиваться, а могут отталкиваться.
Если взаимодействие происходит между одноименными полюсами (северный – северный, южный – южный), то магнитные полюса будут отталкиваться, а если взаимодействуют разноименные (северный - южный), то будут притягиваться.
Основное свойство магнитов: притягивать тела из железа или его сплавов.
Взаимодействие магнитов объясняется тем, что любой магнит имеет магнитное поле, и эти магнитные поля взаимодействуют между собой.
Магнита с одним полюсом не существует. Если магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами.
Исследуя постоянные магниты, обнаружили, что магнитные свойства при сильных ударах и при нагревании становятся меньше или даже исчезают, природные запасы не бесконечны. Поэтому научились создавать искусственные магниты, которые не теряют свои свойства, и применяются в современном мире.
ВИДЫ МАГНИТОВ
Постоянные магниты очень сильные и наиболее часто используются. Эти магниты называются так потому, что как только они получают намагничивание, то сохраняют свой магнетизм надолго или навсегда.
Они бывают разных размеров и форм, прочности, делятся на два основных типа магнитов по способу получения:
природные магниты (естественные),
магниты, созданные человеком (искусственные).
Естественные магниты (природные) – магнитный железняк (магнетика), хрупкий черный минерал, он сам по себе притягивает к себе металлические предметы, ничего с ним для этого делать не нужно. Наша планета Земля – тоже естественный магнит. Она оказывает воздействие на всё, что есть на ее поверхности, в том числе и нас с вами.
Люди создали синтетические магниты, которые сильнее, чем природные, их изготавливают из металлических сплавов. Искусственные магниты используются для тысяч целей и различаются по силе и магнитным свойствам.
Существуют постоянные и временные искусственные магниты.
С помощью постоянных магнитов можно было поднимать железные предметы массой, в 5000 раз превышающей массу самого магнита!
Временные магниты – это изделия из металлов, которые намагничиваются и ненадолго приобретают способность самим притягивать другие металлические предметы. Временные магниты, несмотря на их временной магнетизм, приносят много пользы.
Форма и размер постоянных магнитов бывает разная, зависит от того для чего они созданы. Они бывают в форме шара, цилиндра, диска, шайбы, кольца.
Бывают еще и гибкие магниты, изготавливаются из плоских полос или листов. Они имеют наименьший магнетизм, из них делают магнитики на холодильник.
ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТОВ
Я знаю, что магниты применяются в детских игрушках: есть конструкторы, настольные игры, пазлы, жвачки для рук, цикады, шарики все они очень интересны и увлекательны!
Но еще я узнал, что магниты применяются в повседневной жизни людей, медицине, промышленности и различных отраслях науки и техники.
Зажимы, держатели нужны для удерживания различных принадлежностей с металлическими ручками. Так же использовать «защелку» из двух постоянных магнитов для удержания дверей шкафа, холодильника, застежках на сумках, одежде, чехлах на телефонах.
В рекламной и сувенирной продукции: магниты на папки, украшения на холодильники, крепления для рекламных плакатов, баннеров, афиш, подарочной упаковки. Для поиска металлических предметов в воде, в земле тоже используют магнит.
Компас, прибор для ориентирования на местности, стали применять еще в 12 веке. Применяется он для определения направления, в котором движется морское, воздушное судно, наземное транспортное средство.
В современной же технике постоянные магниты используются повсеместно: носители информации (пластиковые карты, дисковые накопители). Постоянные магнитики есть и в звуковых колонках, в мобильном телефоне, в электродвигателях и генераторах, в электронных датчиках (например, не позволяет лифту начать движение при незакрытых дверях), в бытовой технике разного назначения и во множестве других устройств.
Современная медицина шагнула вперед благодаря появлению нового оборудования для диагностики, лечения, операционного вмешательства при использовании в оборудовании постоянных магнитов.Широко распространён магнитный метод удаления металлических частиц из глаза.
Для разделения и очистки созданы магнитные сепараторы в стекольной, пищевой, металлургии, в медицине.
Даже в школе на уроках используют магнитные доски, на которой можно прикрепить нужную информацию.
Получается, что с магнитами мы сталкиваемся очень часто, просто никто особо не задумывается, что в основе привычных для нас вещей лежат уникальные свойства магнита.
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
1. Исследование магнитного поля постоянных магнитов
Цель: выяснить, как выглядит магнитное поле постоянных магнитов.
Оборудование: постоянные магниты (полосовой, дугообразный и круговой), лист картона, прозрачная пластина, железные опилки.
Ход работы:
Для наблюдения магнитного поля постоянных магнитов (полосового и дугообразного) положил лист картона на магниты и посыпал на них железные опилки. Наблюдал распределение железных опилок на листах картона.
На постоянные магниты положим прозрачную пластину и посыплем на них железные опилки. Наблюдал распределение железных опилок на листе прозрачной пластине.
Вывод: вокруг постоянных магнитов (полосового и дугообразного) есть магнитное поле. Линии магнитного поля видно по расположению железных опилок, которые выходят из северного полюса и входят в южный полюс.
2. Исследование полюсов постоянного магнита
Цель: определить полюса постоянного магнита
Оборудование: постоянный магнит, емкость с металлической стружкой.
Ход работы:
Поднес магнит к емкости с металлической стружкой и наблюдал притяжение металлической стружки, расположение стружки происходит неравномерно по всей длине магнита.
Вывод: притяжение металлической стружки неравномерное, наибольшее скопление стружки у полюсов магнита. Полюса магнита обладают более сильным магнитным полем.
3. Взаимодействие магнитов
Цель:узнать, как взаимодействуют между собой два постоянных магнита.
Оборудование: два постоянных полосовых магнита.
Ход работы:
Беру два постоянных магнита в руки и подношу одинаковыми полюсами друг к другу. Заметил, что они отталкиваются друг от друга, если поднести разноименными полюсами – то они притянутся.
Вывод:разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные отталкиваются.
4. Расстояние и магнит
Цель: выяснитьдействие магнитного поля на расстоянии.
Оборудование: магнит, цепочка из металлических скрепок.
Ход работы:
Поднес магнит к скрепкам, которые придерживал рукой, они поднимаются вслед за магнитом. Удаляя магнит от скрепок – действие магнита ослабевает и прекращается, скрепки падают на стол.
Вывод: магнитное поле постоянного магнита сильнее вблизи магнита, на расстоянии его действие ослабевает и прекращается.
5. Действие магнита через вещество
Цель: выяснить, будет ли работать магнит через другое вещество.
Оборудование: стакан с водой, магнит, скрепки.
Ход работы:
Опустил скрепки в стакан с водой, опустил туда магнит. Предметы притянулись к магниту.
Поднес магнит с внешней стороны стакана с водой, предметы притягиваются к магниту.
На стол положил цепочку из скрепок, магнит опустил под стол и передвигал его. Скрепки двигаются вместе с магнитом.
Вывод: магнит может действовать сквозь различные вещества (дерево, стекло, вода).
6. Сортировщик металлов
Цель:выяснить, как можно с помощью магнита отделить железные опилки от смеси песка и железа.
Оборудование:магнит, железный опилки, песок, гвоздь, стаканчик.
Ход работы:
В стаканчике смешал железные опилки и песок.Вручную их не разделить.
Поднес шляпку гвоздя к магниту, гвоздь намагнитился. Поднес кончик гвоздя к смеси песка и железных опилок и поводил им над смесью.
Намагниченный гвоздь притягивает к себе железные опилки, а песок остается в стакане. Аккуратно отделил гвоздь от магнита и стряхнул опилки с гвоздя в другой стаканчик. Свойство магнита притягивать железо используют при сортировке металлолома.
Вывод: магнит можно применять при сортировке металла.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Что такое магнит, какие у него свойства, где применяется? На эти вопросы я нашел ответы, выполняя работу.
Моя гипотеза подтвердилась. Магниты применяются в быту, промышленности, медицине, науке и играют важную роль в современной жизни человека.
Магниты вокруг нас: телефон и холодильник, компьютер и гвозди...
Сами мы – тоже магниты. Земля – гигантский голубой магнит. Солнце – жёлтый шар – еще больший магнит.
Думаю, моя работа будет интересна моим одноклассникам на уроках окружающего мира.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Степанова Г. Н. Физика. 6 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. – 4-е изд., перераб., доп. – СПб.: ООО «СТП Школа», 2005. – 240 с., ил.
Иванов Б.Н. Современная физика в школе. / Б.Н. Иванов. – М., Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 160 с.
Петров Г.Н. Газета “Физика” № 15, 2002.
Тарасов Л.В. Физика в природе. – М. :Просвещение, 1988.
www.rt.mipt.ru
http://ru.wikipedia.org
http://elementy.ru
class-fizika.narod.ru
WWW.KARRAS.RU