Муниципальное автономное образовательное учреждение Белоярского района «Общеобразовательная средняя (полная) школа №3 г. Белоярский»

Проект в номинации №10 «Первые шаги»

Тема проекта:

«Волшебный мир магнитов»

Автор проекта:

Глазырин Григорий Алексеевич,

ученик 3а класса

Руководитель проекта:

Медуница Татьяна Николаевна,

учитель начальных классов МОСШ№3

г. Белоярский

Содержание

Введение. 3

Основная часть. 4

1. Что такое магнит?. 4

2. Магнитные полюсы.. 13

3. Земной магнетизм.. 15

4. Компас. 17

5. Магнитная сила. 17

Заключение. 19

Информационные источники. 21

Введение

Мне подарили книгу «Волшебный мир магнитов». В ней я прочитал старинную легенду, в которой рассказывалось о том, как однажды старик по имени Магнус, бродя по неизвестным местностям, обнаружил, что железный наконечник его палки притягивается к странному камню. С тех пор этот необычный камень начали называть «камнем Магнуса» или просто магнитом. Мне стало интересно, а что такое магнит? Для чего он нужен? Где его используют?

Цель моей работы: узнать о магнетизме, магните и его свойствах.

Для достижения цели поставил следующие задачи:

1) найти необходимую информацию о магнетизме в энциклопедиях и в Интернете;

2) опытным путем выявить уникальные особенности магнита;

3) подобрать иллюстрации по теме проекта;

4) оформить результаты поиска в виде слайд - презентации и ознакомить с ними одноклассников.

В моей работе я попытаюсь проследить, как используются магниты человеком не для войны, а в мирных целях, в том числе применение магнитов в биологии, медицине, в быту.

3 Основная часть

Что такое магнит?

Мы привыкли к магниту и относимся к нему чуточку снисходительно, порой даже не подозревая, сколько магнитов вокруг нас. В наших квартирах десятки магнитов: в электробритвах, динамиках, магнитофонах, в часах, в банках с гвоздями, наконец. Сами мы - тоже магниты: биотоки, текущие в нас, рождают вокруг нас причудливый узор магнитных силовых линий. Земля, на которой мы живём, - гигантский голубой магнит. Солнце - жёлтый плазменный шар - магнит ещё более грандиозный. Галактик и туманности, едва различимые телескопами, - непостижимые по размерам магниты. Магнит известен человеку с незапамятных времён. До нас дошли упоминания о магнитах и их свойствах в трудах Фалеса Милетского (прибл. 600 до н.э.) и Платона (427-347 до н.э.). Само слово «магнит» возникло в связи с тем, что природные магниты были обнаружены греками в Магнесии (Фессалия).

Естественные (или природные) магниты встречаются в природе в виде залежей магнитных руд. В Тартуском университете находится самый крупный известный естественный магнит. Его масса составляет 13 кг, и он способен поднять груз в 40 кг.

Искусственные магниты - это магниты созданные человеком, так называемые «порошковые» магниты (из железа, кобальта и некоторых других добавок) могут удержать груз более, чем в 5000 раз, превышающий их собственную массу.

В 1600 году в Лондоне вышла книга королевского врача В. Гильберта “О магните, магнитных телах и большом магните - Земле”. Это сочинение явилось первой известной нам попыткой исследования магнитных явлений с позиций науки. В этом труде собраны имевшиеся тогда сведения об электричестве и магнетизме, а также результаты собственных экспериментов автора.

Из всего, с чем сталкивается человек, прежде всего он стремится извлечь практическую пользу. Не миновал этой судьбы и магнит.

Первое историческое упоминание о магните оставил нам Плиний. Он рассказал, как некий пастух с острова Крит, сандалии которого были подкованы железом, обратил внимание, что к его обуви пристают какие-то мелкие черные камешки, в изобилии валявшиеся на склонах горы Идо. Пастуха звали Магнис, отсюда природные магниты получили свое название. А может, все было и не так. Римский поэт Лукреций Кар считал, что магнит обязан своим названием местности, где его нашли. Эта местность в Малой Азии называлась Магнезия.

       Китайцы, ничего не знавшие ни о Магнезии, ни о греческих пастухах в железных сандалиях, называли эти черные камешки «чу-ши», что можно перевести как «любящий камень». Ход мыслей был прост: раз тянется - значит, любит. (Кстати говоря, людское мышление бывает забавно параллельным: на французском языке магнит называется «эман»-«любящий».)
       Китайцы - народ пытливый. Они первыми придумали, как можно практически использовать магниты. Они не изобрели компас, как многие думают, они изобрели игрушку - югоуказатель. Небольшие фигурки с вытянутой рукой, постоянно указывающей на юг, ставились ими не только на корабли, но и на конные повозки. Это было четыре тысячи лет тому назад. Граждане огромной Поднебесной империи жили довольно замкнуто, тихо и мирно. Плавания совершали в основном каботажные - вдоль берега, по рекам, и компас был китайцам не очень-то нужен. (Заторможенные китайцы даже изобретенный порох умудрились не использовать для военных нужд - делали фейерверки, ракеты.)
        Другое дело - агрессивная и неугомонная европейская цивилизация, вечно тянет на какие-то приключения. Ей компас был просто необходим, и он был изобретен в Италии неким Джойя, примерно 700 лет назад. Тогда уже научились натирать природными магнитами стальные иглы, которые стали первыми искусственными магнитами и которые использовали в качестве стрелок. Джойя снабдил магнитную стрелку кругом с делениями. Прибор получил название «компассаре», что означает «измерять шагами».
То, что стрелка компаса нигде не показывает на Полярную звезду, было известно еще Колумбу. Об этом свидетельствует письмо, написанное им королю и королеве Испании: «...Когда я отплыл из Испании в Западные Индии, я обнаружил, что, после того как я проплыл сто лиг на запад от Азорских островов..., стрелка компаса, дотоле показывавшая на северо-восток, вдруг повернулась на целую четверть, к северо-западу, и уже более не меняла своего направления...».

Столь странное поведение компасной стрелки вызвало панику среди матросов Колумба: они полагали, что компас должен всегда указывать на Полярную звезду. Колумб и сам думал точно так же; однако ему удалось убедить своих моряков, что неправильно вел себя не компас, а Полярная звезда. Благодаря этому обману Колумб смог предотвратить мятеж матросов, требовавших возвращения назад, и довел до конца свой замечательный подвиг. В противном же случае открытие Америки могло бы отодвинуться на несколько десятков лет.
Так магниты вошли в широкое применение.
Перстень Ньютона превращается в летающий поезд.

Сэр Исаак Ньютон носил «магический» перстень, в котором вместо драгоценного камня был оправлен золотом природный магнит (рисунок 1) необычайной силы. Неудивительно даже для ученого: с магнитом связано множество легенд и преданий. Считалось, что магнит может отпирать замки, извлекать золото из-под земли. Говорили, что где-то в море-океане есть магнитные скалы, которые вытаскивают гвозди из проплывающих мимо кораблей. С помощью магнитов пытались построить вечный двигатель.

Английская королева Елизавета попросила своего придворного медика Уильяма Гильберта поехать в Россию и вылечить царя Ивана Грозного от какой-то неизвестной болезни. Прибыв в Московию, лекарь начал потчевать капризного государя пилюльками и корешками, но тому все не легчало. Над лекарем замаячила тень Малюты Скуратова, и от отчаяния эскулап бросился изучать лечебные свойства магнитов. И стал большим специалистом в этой области, хотя царя так и не вылечил.

Все ли притягивает магнит? Почему поворачивается стрелка компаса? Можно ли намагнитить предмет? На все эти вопросы я попытался найти ответ.

Необыкновенная способность магнитов притягивать к себе железные предметы или прилипать к железным поверхностям всегда вызывала удивление.

Попробуем поближе познакомиться со свойствами и поведением магнитов.

Сила притяжения магнитов, воздействующая на предметы, называется магнитной силой. Магниты воздействуют на предметы из железа, стали и некоторых других металлов.

Все ли притягивают магниты?

Для данного эксперимента потребовалось следующее: 2 магнита, различные металлические и не металлические предметы.

Ход опыта:

1. При помощи магнитов я определил, к каким предметам притягивается магнит, а к каким не притягивается.

2. Разделил все предметы на две группы: предметы, к которым притягивается магнит и предметы, к которым не притягивается магнит.

3.Обнаружил, что среди предметов, к которым не притягивается магнит, оказалась банка

из-под кока-колы?!!!!!

Результат:

Некоторые металлические предметы притянулись к магниту, а некоторые не испытали его притяжение.

Это потому, что магниты - куски железа или стали, обладающие способностью притягивать предметы из железа, стали, никеля, кобальта, хрома или предметы, содержащие их в небольшом количестве. Банка из-под кока-колы сделана из алюминия. Дерево, стекло, пластмасса, бумага, ткань не реагируют на магнит.

Благодаря своей способности притягивать предметы под водой магниты используются при строительстве и ремонте подводных сооружений. С их помощью очень удобно закреплять и прокладывать кабель или держать под рукой инструмент.

Подводный магнетизм

Потребовалось: магнит; стеклянная банка; гвозди; вода.

Ход эксперимента:

1. В банку с водой я бросил гвозди.

2.Прислонил магнит к банке на уровне гвоздей. После того, как они приблизились к стенке банки, медленно двигал магнит по стенке вверх.

Результат: гвозди следовали за движением магнита и поднимались вверх до тех пор, пока не приблизились к поверхности воды. Таким образом, я их смог достать, не замочив руки.

Это потому, что магнитная сила действует и сквозь стекло, и сквозь воду. Если бы стенки банки были железными или стальными, гвозди бы все равно передвигались, но слабее, потому что часть магнитной силы поглотила бы стенка банки.

Можно ли передавать магнитную силу?

Потребовалось:

Магнит; стальные шарики.

Ход эксперимента:

1. Я подцепил с помощью магнита шарик и поднес его к другому шарику.

Результат: Первый шарик притянул к себе второй.

2. Отцепил первый шарик от магнита, но держал его поблизости.

Результат: Первый шарик по-прежнему притягивал второй, и они не распались.

3. Удалил магнит.

Результат: Шарики разделились, и второй шарик упал.

Это потому, что, находясь в контакте с магнитом, первый шарик намагничивался и служил магнитом для второго шарика. Во втором случае магнитная сила магнита действовала также через воздух и передалась шарикам. При удалении магнита воздействие магнитной силы утратилось.

Обмен магнетизмом

Потребовалось: гвоздь; магнит; стальной шарик.

Ход эксперимента:

1.Я прислонил шарик к магниту; почувствовал, с какой силой они притягиваются.

2. Взял гвоздь, коснулся им шарика и потянул его к себе.

Результат: Шарик притянулся к гвоздю.

Это потому, что магнитная сила передалась гвоздю и сделала его более сильным, чем сам магнит.

Магнитная сила может проходить через предметы или вещества.

Благодаря свойству магнитов воздействовать на расстоянии и через растворы, их используют в химических и медицинских лабораториях, где нужно перемешивать стерильные вещества в небольших количествах. Чтобы не соприкасаться с недостаточно стерильным инструментом, в пробирку с перемешиваемым веществом опускают маленькую стальную пластинку, покрытую стерильным материалом. Внизу под пробиркой располагается магнит, который, вращаясь, приводит в движение пластинку в (Рисунок 2) пробирке. Таким образом, вещество перемешивается.

(Рисунок 3. Мешалка магнитная ММ-6 предназначена для перемешивания и подогрева)

Магнит оказывает свое действие даже на более или менее значительном расстоянии, в зависимости от своей мощности.

(Рисунок 4)

Магнитная сила может быть нейтрализована, если магнит будет изолирован плотным слоем ненамагничивающегося материала.

Можно ли воспрепятствовать действию магнитной силы?

Потребовалось: газетная бумага; фольга; резиновая перчатка; тряпичная салфетка; полотенце; магнит; стальной предмет.

Ход эксперимента:

1. Я обернул магнит фольгой и проверил, притянет ли он стальной предмет.

2. Повторил с другими материалами.

3. Еще раз повторил эксперимент, но на этот раз слои различных материалов взял намного толще.

Результат: магнит притянул предмет через тонкий слой материала, но перестал притягивать, когда слой материала достиг определенной толщины.

Это потому, что магнитная сила имеет определенную интенсивность и в состоянии преодолевать тонкие слои некоторых материалов. Но она не может преодолеть толстый слой материала. Следовательно, во избежание нежелательных воздействий магнит можно изолировать с помощью материалов, не подверженных воздействию магнитной силы.

Сила магнита зависит от его формы и размера.

Подковообразные магниты сильнее прямоугольных, те, в свою очередь, сильнее, чем круглые. Среди магнитов, имеющих одну форму, сильнее будет магнит большего размера.

(Рисунок 5. Магниты определенной формы (напр., в виде диска, подковы, призмы, стержня)

Магнитные полюсы

Кто из нас хоть раз не старался победить невидимую силу, мешающую иногда приблизить друг к другу два магнита? Не получается! Скоро мы узнаем причину этого явления, а также узнаем, что под ногами находится огромный магнит… Земля, как настоящий магнит, имеет два магнитных полюса. Это они ориентируют стрелки компасов и дарят нам незабываемые зрелища полярных сияний.

Магнитная сила наиболее интенсивна у концов магнита, то есть у полюсов.

Полюсы каждого из магнитов имеют противоположные знаки (положительный и отрицательный). Полюсы противоположных знаков притягиваются, одинаковых – отталкиваются.

Некоторые скоростные поезда не имеют колес: внутри поезда и на рельсах устанавливаются электромагниты. Одноименные полюсы обращены друг к другу. Поезд практически парит над рельсами и благодаря отсутствию трения может достигать высоких скоростей.

(Рисунок 6. Поезда на магнитной подвеске могут достигать практически немыслимых скоростей. В рельсах и в основании поезда установлены электромагниты разной полярности)

(Рисунок 7. Что представляют

собой поезда с магнитной

подвеской?)

Разноименные полюсы магнитов притягиваются, одноименные отталкиваются.

Это потому, что полюсы каждого из магнитов имеют противоположные знаки (положительный и отрицательный). Полюсы противоположных знаков притягиваются;

одинаковых – отталкиваются. Так как полюсы магнитов одного знака совмещены, магниты отталкиваются один от другого.

13

Земной магнетизм

Земля ведет себя как большой магнит: у неё есть свое магнитное поле, которое ориентирует стрелку компаса по направлению своих полюсов. Считается, что это явление вызвано железом и никелем во внутреннем ядре Земли, которое вращается вместе с земным шаром. Линии магнитного поля идут от одного полюса к другому.

(Рисунок 8,9. Магнитные полюса Земли)

Стрелка компаса ориентируется по этим линиям. Северный магнитный полюс, на который указывает стрелка компаса, не совпадает с географическим полюсом и находится на острове Батарст в Канаде, в 1900 км от географического полюса. Южный магнитный полюс находится в море, в 2600 км от географического полюса. Положение магнитных полюсов непостоянно: с течением тысячелетий они блуждают.

(Рисунок 10. Различают Северный и Южный полюса)

(Рисунок 11. В любой точке Северного полушария стрелки компаса всегда указывают в одну точку, которая и называется Северным магнитным полюсом. Он не совпадает с полюсом географическим. К тому же перемещается по поверхности планеты. Почему - неизвестно. Есть лишь версия, что подвижки, по-научному «экскурсы», происходят благодаря неравномерному вращению внутреннего ядра нашей планеты, состоящего из расплавленного железа.)

Компас

Первыми использовали компас для определения сторон света китайцы. Дощечку с куском магнетита они пускали плавать и замечали ее направление. Первые компасы появились в Европе около 1200 г. Предполагают, что их завезли арабы. Существуют различные типы компасов. Наиболее распространен магнитный компас со свободно вращающейся стрелкой, установленной в центре круглого циферблата. На циферблате нанесены основные и промежуточные направления сторон света. Стрелка компаса под влиянием магнитного поля Земли стремиться занять положение – север-юг. Окрашенный конец стрелки всегда указывает на север.

Земля ведет себя как большой магнит и ориентирует по линиям своего поля любой свободно движущийся магнит.

(Рисунок 12)

Магнитная сила

Как намагниченный предмет сам может притягивать предметы. Каким образом иголка или гвоздь приобретают постоянную магнитную силу и почему они могут эту силу утратить? Что случится с магнитом сломанным пополам?

Человек научился не только пользоваться естественными магнитами, но и делать искусственные. Их изготавливают из стали или особых сплавов.

Материал проходит термическую обработку, охлаждается в сильном магнитном поле. Остыв и затвердев, он приобретает все свойства магнита.

Держать магнит рядом с механическими часами, в которых есть стальная пружина, очень рискованно. Детали часов могут намагнититься и не станут выполнять необходимые движения.

Любой железный или стальной предмет может быть намагничен трением предмета об один из полюсов магнита.

Если магнит подвергается неоднократным ударам, он может размагнититься.

Магниты состоят из бесчисленного множества элементарных магнитиков, каждый из которых имеет свой северный и южный полюс. Даже если мы разделим магнит на мельчайшие кусочки, каждый из них сохранит два полюса.

Это наблюдение показывает, что магнетизм – свойство самых маленьких частиц магнита, то есть составляющих его атомов.

В магнитах северный и южный полюсы располагаются всегда на двух противоположных концах.

Полюса могут быть расположены в любых точках магнита: около концов магнита, на противоположных поверхностях и даже на кромках.

Магниты и их полюса

(Рисунок 13)

Чтобы отсортировать на складе металлолома железный и стальной лом от лома цветных металлов, применяют огромные электромагниты. При этом используется их огромная подъемная сила и способность притягивать ферромагнитные материалы. Затем железо и сталь перерабатываются для повторного применения.

Магнитная сила может победить силу тяжести.

Заключение

Сейчас уже трудно представить нашу жизнь без постоянных магнитов: они в телефонной трубке, магнитофоне, электроизмерительных приборах… Магниты – основа многих технических установок (устройств), использующихся на транспорте и в промышленности. В настоящее время магниты изготавливаются из сплавов на основе не только железа, никеля, кобальта, но и редкоземельных металлов (самарий, неодим, церий, празеодим и др.) и даже пластмасс.
Проделав эту работу, я нашел ответы на интересующие меня вопросы, познакомился со свойствами магнитов, с магнитными свойствами Земли, их некоторыми объяснениями.

Я узнал, что:

· Магниты воздействуют на предметы из железа, стали и некоторых других металлов.

· Магнитная сила может проходить через предметы или вещества.

· Магнитная сила может быть нейтрализована, если магнит будет изолирован плотным слоем ненамагничивающегося материала.

· Сила магнита зависит от его формы и размера.

· Магнитная сила наиболее интенсивна у концов магнита, то есть у полюсов.

· Разноименные полюсы магнитов притягиваются, одноименные отталкиваются.

· Земля ведет себя как большой магнит и ориентирует по линиям своего поля любой свободно движущийся магнит.

· Любой железный или стальной предмет может быть намагничен трением предмета об один из полюсов магнита.

· Если магнит подвергается неоднократным ударам, он может размагнититься.

· В магнитах северный и южный полюсы располагаются всегда на двух противоположных концах.

· Магнитная сила может победить силу тяжести.

Земной магнетизм ещё окончательно не изучен. Для этого необходимо выяснить, что представляют собой потоки жидкого железа в глубинах Земли, как они возникают, как текут. Нужно сравнить магнитные свойства Земли с магнитными свойствами её сестёр – других планет Солнечной системы. Словом дел много. А вдруг, ребята, кто-то из вас окажется тем самым человеком, который разгадает вековую тайну природы: почему Земля – магнит?

(Рисунок 14)

Информационные источники

Литература

1. Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2010г. - 264 с.

2. Познавательные опыты в школе и дома / Под ред. Элистер Смит; Пер. с англ. В.А. Жукова.- М.: ООО «РОСМЭН-Издат», 2001.- 96 с.

Электронные ресурсы

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Ceramic_magnets.jpg

2. http://magnitsuper.ucoz.ua/index/0-4

3. http://specural.com/view_machine.php?id=6135

4. http://physik.ucoz.ru/publ/opyty_po_fizike/magnitnye_javlenija/7-1-0-7

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E0%E3%ED%E5%F2%E8%E7%EC

6. http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000060/st046.shtml

Скачано с www.znanio.ru

Муниципальное автономное образовательное учреждение

Содержание Введение . 3 Основная часть