Μαγνητισμός... αυτό το μυστήριο!

Όλοι έχουμε χρησιμοποιήσει μαγνήτες και γνωρίζουμε τις... περίεργες ιδιότητές τους. Σε αυτό το μάθημα θα καταλάβουμε τη λειτουργία τους, θα πάρουμε χρήσιμες πληροφορίες γι αυτούς και θα μάθουμε να κάνουμε όμορφα πειράματα!

Δες με προσοχή το παρακάτω βίντεο. Θα σε βοηθήσει να καταλάβεις πολλά πράγματα για τους μαγνήτες ... αυτούς τους μυστήριους!

Πείραμα 1: Ποια υλικά έλκει ένας μαγνήτης;

Ποια υλικά νομίζεις ότι έλκει ένας μαγνήτης; Φτιάξε μια λίστα με τα υλικά που βλέπεις, γράψε από τι υλικό αποτελούνται και υπέθεσε αν θα κολλήσουν ή όχι στο μαγνήτη. Στη συνέχεια εκτέλεσε το πείραμα. Έπεσες μέσα στις προβλέψεις σού; Τι συμπέρασμα βγάζεις;

(το πείραμα είναι στην αγγλική γλώσσα, αλλά είναι εύκολο να το καταλάβεις).

Μαζί δεν κάνουνε και χώρια δεν μπορούνε!!!

Όπως είπε και ο κύριος Μυστήριος, ο πόλος ενός μαγνήτη απωθεί χωρίς δεύτερη σκέψη τον ίδιο πόλο ενός άλλου μαγνήτη, αλλά δεν έχει κανένα πρόβλημα να ενωθεί με τον ετερώνυμό του πόλο. Πάρε και συ δυο μαγνήτες και προσπάθησε να τους ενώσεις, πρώτα πλησιάζοντας τους ομώνυμους πόλους, και μετά τους ετερώνυμους. Αυτό που συμβαίνει, και δεν μπορούμε εμείς να δούμε, φαίνεται στην εικόνα παρακάτω: τα μαγνητικά πεδία των δύο μαγνητών ενώνονται σε ένα όταν οι ετερώνυμοι πόλοι έρχονται κοντά, γιαυτό και οι μαγνήτες κολλάνε μεταξύ τους. Όταν όμως οι ομώνυμοι πόλοι πλησιάσουν και έρθουν κοντά, τότε τα μαγνητικά πεδία συμπεριφέρονται εντελώς διαφορετικά! Δεν υπάρχει η παραμικρή σύνδεση μεταξύ τους, όσο κοντά και να πλησιάσουμε τους πόλους. Αυτό οφείλεται στη φορά των ηλεκτρονίων των σωμάτων που δημιουργούν μαγνητικές ροές μόνο μιας κατεύθυνσης.

Διάκριση μαγνητών

Οι μαγνήτες διακρίνονται σε φυσικούς και τεχνητούς. Οι μεν φυσικοί μαγνήτες αποτελούν τεμάχια του ορυκτού μαγνητίτη, των οποίων οι ιδιότητες ήταν γνωστές στους αρχαίους Έλληνες, ενώ αντίθετα οι τεχνητοί μαγνήτες είναι, συνήθως, ατσάλινοι μαγνήτες που αποκτούν μαγνητικές ιδιότητες μετά από εξωτερική επίδραση. Οι τεχνητοί μαγνήτες κατασκευάζονται σε διάφορα σχήματα των οποίων συνηθέστερα είναι η μαγνητική βελόνα, η πρισματική ή κυλινδρική ράβδος, πετάλου αλόγου κλπ.



Τέλος μπορεί να εμφανιστεί μαγνητισμός και με τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από πηνίο. Πηνίο ονομάζεται το καλώδιο το οποίο τυλίγεται γύρο από ένα σιδηρομαγνητικό υλικό και που όταν οι άκρες του έρθουν σε επαφή με πηγή ηλεκτρικού ρεύματος τότε σιδηρομαγνητικό υλικό γίνεται ένας κανονικότατος μαγνήτης. Οι μαγνήτες που λειτουργούν με αυτό τον τρόπο ονομάζονται ηλεκτρομαγνήτες.

Πάτα εδώ, για να δεις ένα παράδειγμα ισχυρού ηλεκτρομαγνήτη. Τι συμβαίνει όταν πατάς το κουμπί;

Και όμως...η Γη είναι μαγνήτης!!!!

η Γη αποτελεί έναν τεράστιο φυσικό μαγνήτη και έχει όλα τα ανάλογα χαρακτηριστικά, δηλαδή, το Βόρειο μαγνητικό Πόλο, το Νότιο μαγνητικό Πόλο και μαγνητικό πεδίο που περικλείει όλον τον πλανήτη.



Τα αίτια που δημιούργησαν τις μαγνητικές ιδιότητες του πλανήτη μας δεν είναι ακόμα τελείως γνωστά. Πιστεύεται πάντως ότι οφείλονται στη σύσταση του πυρήνα που βρίσκεται στο κέντρο της γήινης σφαίρας. Όπως και να χει, η ύπαρξη του γήινου μαγνητικού πεδίου είναι ευεργετική για την διατήρηση της ζωής στη Γη διότι δεν αφήνει τα βλαβερά σωματίδια του ηλίου και την κοσμική ακτινοβολία να φτάσουν στην επιφάνεια, προστατεύοντάς μας από έναν θανατηφόρο βομβαρδισμό!

Κάνε κλικ στο βίντεο για να δεις μια αναπαράσταση του γήινου μαγνητικού πεδίου.



Μπορεί αυτά τα ηλιακά σωματίδια να είναι πολύ επικίνδυνα για τον άνθρωπο, όταν όμως συγκρουστούν με το γήινο μαγνητικό πεδίο δημιουργούν εικόνες απαράμιλλης ομορφιάς στον ουρανό. Δυστυχώς, εμείς στην Ελλάδα δεν μπορούμε να δούμε τις εικόνες αυτές γιατί το μαγνητικό πεδίο στην περιοχή μας δεν είναι τόσο ισχυρό όσο είναι στους πόλους του πλανήτη. Μπορούμε όμως να τις απολαύσουμε στο παρακάτω βίντεο. Μήπως ξέρεις πώς λέγεται το φαινόμενο αυτό; Κάνε κλικ εδώ, να μάθεις περισσότερα.



Σε οποιοδήποτε σημείο της Γης τοποθετήσουμε μια μαγνητική βελόνα που να μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα, παρατηρούμε ότι αυτή λαμβάνει πάντα μια ορισμένη θέση από νότο προς βορρά. Επίσης γνωστό είναι ότι ο βόρειος μαγνητικός πόλος της μαγνητικής βελόνας είναι αυτός που στρέφεται προς βορρά. Εξ αυτού συνάγεται εύκολα ότι κοντά στο νότιο γεωγραφικό πόλο της Γης υπάρχει ο βόρειος μαγνητικός πόλος της Γης και αντίθετα κοντά στο βόρειο γεωγραφικό πόλο της Γης ο νότιος μαγνητικός πόλος της Γης. Αυτό εξηγεί γιατί οι μαγνήτες στρέφουν τον βόρειο μαγνητικό τους πόλο προς βορρά. Αυτούς τους μαγνήτες που τους έχουμε φτιάξει έτσι ώστε να ευθυγραμμίζονται με το γήινο μαγνητικό πεδίο, τους ονομάζουμε πυξίδες. Οι πυξίδες είναι πολύ χρήσιμα όργανα για τον προσανατολισμό μας.

ΠΕΙΡΑΜΑ 2: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΥΞΙΔΑΣ

Με αυτό το πείραμα θα δούμε πως μπορούμε να κατασκευάσουμε μόνοι μας, με απλά υλικά μια πυξίδα. Διαβάζω προσεχτικά τις οδηγίες και τις εφαρμόζω.

Οδηγίες πειράματος

1. Ελέγχω τα υλικά μου: μαγνήτης, κλωστή, πλαστελίνη κολλητική

2. Βάζω την πλαστελίνη στην άκρη της κλωστής.

3. Κολλάω την πλαστελίνη με την κλωστή ακριβώς στο μέσο της πυξίδας.

4. Αφήνω την πυξίδα να αιωρείται.

5. Περπατώ στην τάξη πάνω – κάτω, δεξιά – αριστερά.

6. Τι παρατηρώ;

ΠΕΙΡΑΜΑ 3: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΗ

Χωριζόμαστε σε ομάδες των 4 - 5 ατόμων. Πριν ξεκινήσουμε το πείραμα, διαβάζουμε προσεχτικά τις παρακάτω οδηγίες:

Οδηγίες πειράματος

1. Ελέγχω τα υλικά μου: μπαταρία, καλώδιο, καρφιά (1 μικρό και 1 μεγάλο)

2. Παίρνω ένα μεγάλο καρφί και τυλίγω γύρω του το καλώδιο, προσέχοντας να αφήσω περίπου 15 εκατοστά ελεύθερο καλώδιο σε κάθε άκρη.

3. Συνδέω τις άκρες του καλωδίου με τους πόλους της μπαταρίας.

4. Πλησιάζω ένα μικρό καρφί στην άκρη του μεγάλου καρφιού.

5. Τι παρατηρώ;

6. Αποσυνδέω το καλώδιο από τους πόλους της μπαταρίας και πλησιάζω πάλι το μικρό καρφί στην άκρη του μεγάλου καρφιού.

7. Τι παρατηρώ τώρα;

8. Τι συμπέρασμα βγάζω;