Реферативно-исследовательская работа "Замечательные свойства магнита"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение начальная образовательная школа № 90 г. Челябинска

Исследовательская работа

на тему: «Замечательные свойства магнитов»

Выполнил:

Криницын Дмитрий,

ученик 1А класса

Научный руководитель:

Сидорик Маргарита Николаевна

г. Челябинск

2015 г.

Содержание

Введение 3

1. История открытия магнита 4

2. Что такое магнит? 6

3. Что притягивает магнит? 7

4. Применение магнитов 9

Заключение 10

Приложение А 11

Введение

Мы привыкли к магниту и относимся к нему чуточку снисходительно, как к устаревшему атрибуту школьных уроков физики, порой даже не подозревая, сколько магнитов вокруг нас. В нашей квартире десятки магнитов: в электробритве, динамиках, магнитофоне, в банках с гвоздями, наконец. Сами мы – тоже магниты: биотоки, текущие в нас, рождают вокруг причудливый пульсирующий узор магнитных силовых линий. Земля, на которой мы живем, – гигантский голубой магнит. Солнце – желтый плазменный шар – магнит еще более грандиозный. Галактики и туманности, едва различимые радиотелескопами, – непостижимые по размерам магниты.

Свойство магнита притягивать некоторые предметы и в наши дни не потеряло своей чарующей таинственности. Еще не родился и, наверное, не родится никогда человек, который мог бы сказать: «Я знаю о магните ВСЕ». Почему магнит притягивает? – этот вопрос всегда будет внушать необъяснимое волнение перед прекрасной таинственностью природы и рождать жажду новых знаний и новых открытий.

Гипотеза – свойство магнита притягивать предметы, это волшебство или природное явление.

Цель работы – изучить свойства магнитов и исследовать их проявления.

Для выполнения цели исследовательской работы были поставлены следующие задачи:

1. Найти в литературе данные по истории открытия магнита;

2. Найти ответы на вопросы:

- Что такое магнит?

- Какими свойствами обладает магнит?

- Почему магнит обладает своими свойствами?

3.На опытах с магнитами доказать или опровергнуть сведения из научной литературы;

4.Изучить, как и где используют магнит люди в современном мире.

1. История открытия магнита

С магнитом издавна связано немало легенд. Фалес Милетский наделял его душой. Платон сравнивал его с поэтом, Орфей находил его подобным жениху. В эпоху Возрождения его считали отображением неба и приписывали ему способность искривлять пространство. Японцы считали, что магнит -  это сила, которая поможет повернуть к вам фортуну. В Англии он применялся в толченом виде как слабительное. А Галилей думал, что Земля вертится оттого, что похожа на магнит.

Для начала мы перенесемся в древние века в Азию и побываем в гостях у первооткрывателя магнита пастуха Магнуса.

Жил-был в древние времена в малой Азии, у подножья холмов Магнезии, пастух с весьма распространенным в этой местности именем Магнус. Однажды, проходя по новому маршруту со своим стадом он вдруг обнаружил, что неведомые силы будто бы приковывали его к земле. С каждым шагом идти было все труднее и труднее. Посох Магнуса, тоже стал вести себя странно - он начал «приклеиваться» к земле. Так человечество, с помощью простого бедного пастуха совершило открытие магнита. Гвозди на сапогах Магнуса и железный наконечник посоха притянулись к черному камню – магниту. Затем этот черный камень стали называть «Камнем Магнуса» или «Магнитом».

С тех пор прошло много веков. Время и войны разрушили город Магнезию, и козы пасутся на холмах, где он стоял. Но людям нужно было все больше железа, и по всей земле искали они залежи железных руд. Некоторые из найденных руд оказались такими же магнитными, как диковинная руда из Магнезии. Древнее слово «магнит» продолжало жить в языках разных народов.

С момента открытия магнита прошло много времени и только в 1269 году рыцарь, красавец-весельчак Пьер из небольшой французской местности Марикур, умный и проницательный человек, увлекающийся астрономией и математикой впервые научно охарактеризовал свойства магнита в своем знаменитом трактате о магните. Он подробно описал, как необходимо выбирать магнит и определить в выбранном камне полюса. В трактате рассказывалось о притягивании разноименных полюсов магнита и отталкивании одноименных. Пьер относился к магниту с божественным трепетом и считал его философским камнем.

Следующей вехой в истории открытия магнита стала книга врача-исследователя Гильберта. Он провел множество экспериментов. Были даже неудачные. Например, исследователь проверял, окажет ли лечебное воздействие на человека употребление внутрь толченого магнита. Была даже версия, что магнитное воздействие замедляет старение человека и влияет на психическое состояние. Основной заслугой Гильберта в раскрытии свойств магнита являлось то, что были обобщены и упорядочены знания о камне. В ходе исследования врач также выявил ранее неизвестные факты об усилении магнитных свойств при прикладывании к магниту железных деталей. В результате нагревания камень терял свою магнитную силу. Проводя эксперименты с поведением компаса в разных частях света, Гильберт пришел к парадоксальному выводу, что Земля – это огромный магнит, а северный и южный полюса планеты – это полюса магнита.

В начале девятнадцатого века физик Ганс Христиан Эрстед из Дании установил влияние магнита на электрический ток. На основе исследований датского ученого английский инженер Вильям Стерджен впервые в 1825 году сконструировал первый электромагнит. На согнутый «подковкой» продолговатый стержень из относительно мягкого железа была намотана медная проволока.

2. Что такое магнит?

Магнит – это объект, который способен притягивать и отталкивать предметы из железа и его сплавов.

Сила, которой обладает магнит, называется магнетизм. Вызывается она магнитными полями.

Магнитное поле – это невидимая глазу область вокруг магнита, внутри которой ощущается воздействие магнита на внешние объекты.

Магнитная сила – сила, с которой предметы притягиваются к магниту.

Каждый магнит имеет, по крайней мере, один "северный" (N) и один "южный" (S) полюс. Полюса характеризуются сильным магнетизмом. Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые – отталкиваются.
Опыт №1. Свойства полюсов магнитов.

Мы приготовили пару магнитов, и попытались соединить их между собой разными способами:

- разные полюса притягивались (Приложение А, рис. 1).

- одинаковые полюса магнитов отталкивались (Приложение А, рис. 2).

Все магниты стремятся повернуться своим северным полюсом на север, а южным полюсом на юг. Значит на севере Земли находится южный магнитный полюс, а на юге северный магнитный полюс.

Опыт №2. Свойства полюсов магнитов.

Если Вы возьмете кусок магнита и разломите его на два кусочка, каждый кусочек опять будет иметь "северный" и "южный" полюс. Если Вы вновь разломите получившийся кусочек на две части, каждая часть опять будет иметь "северный" и "южный" полюс. Неважно, как малы будут образовавшиеся кусочки магнитов – каждый кусочек всегда будет иметь "северный" и "южный" полюс. Невозможно добиться, чтобы образовался один магнитный полюс. По крайней мере, такова современная точка зрения на данное явление (Приложение А, рис. 3).

Опыт №3. Взаимодействие магнита с железным предметом и составной магнит.

Я пробовал прикладывать железный предмет к разным частям магнита, оказалось что лучше всего притягивается железный предмет к полюсам магнита, а ровно посредине между полюсами притяжения нет (Приложение А, рис. 4).

Еще я попробовал сложить два магнита, и магнитные полюса обнаружились только на противоположных концах составного магнита (Приложение А, рис. 5).

Вывод: Два маленьких магнита превратились в один большой.

3. Что притягивает магнит?

Материалы, которые притягиваются магнитом, называются магнитными материалами. К ним относятся железо, кобальт, никель и некоторые редкоземельные элементы. Необходимо отметить, что все эти материалы металлы, но не все металлы относятся к магнитным материалам.
Алюминий, медь, свинец, золото и серебро являются металлами, которые не притягиваются к магниту. Материалы, которые не притягиваются к магниту, называются немагнитными материалами.

Магниты действуют друг на друга и железные предметы, даже если между ними поместить стекло или картон. Это очень похоже на волшебство. Мы не можем увидеть или пощупать то, посредством чего магниты воздействуют на магнитные материалы и друг друга, оно не пахнет и может действовать через стекло, картон, воду и другие вещества.

Опыт №4. Может ли магнитная сила проходить через предметы.

Чтобы это проверить, я провёл опыт. В аквариум с водой бросил монетку.

Прислонил магнит к стенке аквариума на уровне монетки. И после того, как он приблизился к стенке аквариума, медленно двигал магнит по стенке вверх. Монетка перемещалась вместе с магнитом и поднялась вверх вместе с магнитом. Это происходит потому, что магнитная сила действует и сквозь стекло и сквозь воду.

Вывод: магнитная сила может проходить через предметы и вещества.

Магнит может передавать свои свойства металлическим предметам, если предмет потереть о магнит. Но магнитная сила созданного магнита будет слабой.

Опыт №5. Может ли магнит передавать свои свойства другим предметам .

Чтобы это проверить, я провёл опыт. Возьмем два магнита разной формы и разного размера и металлические монетки. Проверим сколько монеток каждый магнит поднимет одновременно. Магнит маленького размера поднял всего 3 монетки, а магнит большого размера 5 монеток.

Вывод: форма и размер магнита влияет на его силу. Подковообразные магниты сильнее прямоугольных. Среди магнитов, имеющих одну форму, сильнее будет магнит большего размера.

Но только ли магниты способны притягивать к себе?

Земля ведёт себя как большой магнит: у неё есть своё магнитное поле. 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. А вот колебания этого поля - магнитные бури зависят уже не от планеты, а от ближайшей звезды. В моменты вспышек на Солнце в пространство исторгаются потоки частиц. Их называют солнечным ветром. Через сутки - двое частицы долетают до Земли. Бомбардируя магнитное поле нашей планеты, они вызывают магнитные бури, северные сияния.

4. Применение магнитов

Первым прибором, основанным на явлении магнетизма, стал компас.   Компас - это устройство для ориентирования на местности. При помощи компаса можно определить, где находятся стороны света: север, юг, запад, восток. Он был изобретен в Китае, приблизительно между IV и  VI    веками. Устроен компас довольно просто: внутри у него есть магнитная стрелка, которая вращается вертикально и по кругу, она всегда указывает на север. А определив во стрелке, где север, можно определить и где находятся остальные части света.

Опыт №6. Магнитный компас.

Чтобы сделать магнитный компас, мне понадобилось: 2 магнита, кусочек пенопласта, металлические скрепки, чашка Петри. Возьмем металлическую скрепку, и потрем ее о магнит. Положим, скрепку на пенопласт и закрепим ее клейкой лентой. Опустим пенопласт в емкость с водой. Затем пенопласт встанет таким образом, что будет указывать на север и юг. Затем проверим с помощью настоящего компаса, все совпало.

Область применения магнитов невероятно широка, начиная от применения в бытовых целях и заканчивая медициной, промышленностью и т.д. Получается, что мы с магнитами сталкиваемся очень часто, просто никто особо не задумывается, что в основе привычных для нас вещей лежат уникальные свойства магнита.

Благодаря свойству магнитов воздействовать на расстоянии и через растворы, их используют в химических и медицинских лабораториях, где нужно перемешивать стерильные вещества в небольших количествах. Магниты используют под водой.  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.

Сегодня мы страдаем от дефицита магнитного поля не меньше, чем от нехватки витаминов и минералов. Поэтому миллионы людей во всем мире используют положительное действие магнитотерапии. Магниты оказывают мягкое обезболивающее действие, улучшают настроение, лечат заболевания костей, уменьшают возбудимость нервной системы и снимают стресс. Лечебные магниты используются в виде пластырей, браслетов, обручей клипсов.

Заключение

Выполнив данную исследовательскую работу, я узнал, что магнит - это объект, сделанный из определенного материала, который создает магнитное поле, а также что у него есть своя история.

Увлекли меня и заинтересовали опыты с магнитами. В результате чего я сделал следующие выводы:

- магниты обладают способностью притягивать предметы из различных металлов;

- разные полюса магнитов притягиваются, одинаковые полюса отталкиваются;

- магнит всегда будет иметь "северный" и "южный" полюс, невозможно добиться, чтобы образовался один магнитный полюс;

- магнитная сила может проходить через предметы и вещества;

- магниты притягивают даже на расстоянии;

- форма и размер магнита влияет на его силу.

Выполнив все опыты, я подтвердил свою гипотезу что  способность магнита притягивать предметы это не волшебство, а природное явление.

Изучая литературу, я узнал, что земля – это большой магнит, который тоже имеет два полиса «южный» и «северный».

Область применения магнитов невероятно широка, начиная от применения в бытовых целях и заканчивая медициной, промышленностью и т.д. Получается, что мы с магнитами сталкиваемся очень часто, просто никто особо не задумывается, что в основе привычных для нас вещей лежат уникальные свойства магнита.

И в заключение хочу сказать: изучая свойства магнита, я пришёл к выводу - дети тоже магнитики! А окружающий нас мир огромный магнит, от которого мы пока растём, намагничиваемся: добротой и лаской, тягой к знаниям. Жизнь всегда будет полна загадок. И наряду с самыми сложными – загадками жизни и Вселенной – загадка магнита всегда будет давать пищу для любознательного ума!

Приложение А

Рисунок 1. Разные полюса притягиваются.

Рисунок 2. Одинаковые отталкиваются.

Рисунок 3. Свойства полюсов магнитов.

Рисунок 4. Взаимодействие с железным предметом.

Рисунок 5. Составной магнит.

С Ю

С Ю

+ =

С Ю

12