Дослід 2. Спектри постійних магнітів

Обладнання: 1) набір моделей для отримання магнітних спектрів постійних магнітів; 2) тирсу залізні в коробочці з ситечком; 3) проекційний апарат із пристосуванням для горизонтальної проекції; 4) лист паперу для ошурків; 5) екран проекційний. Для отримання та проекції на екран магнітних спектрів на встановлені постійних магнітів служить спеціальний набір з чотирьох простих моделей. Кожна з них являє собою дві скляні пластинки розміром 120X120 мм, між якими вставши лени і закріплені постійні магніти зі сталі товщиною 1 мм і картонна рамка, що обмежує поле проекції колом діаметром 100 мм

У наборі представлені наступні варіанти: 1) прямий магніт; 2) два магніту, звернені однойменними полюсами один до одного, 3) два магніту, звернені різнойменних полюсами; 4) залізне кільце між різнойменними полюсами двох магнітів. Для демонстрації одну з моделей укладають у горизонтальному положенні на конденсор проекційного апарату, підготовленого для горизонтальної проекції, і за допомогою об'єктива проектують на екран. Отримавши різке і рівномірне освітлене зображення, насипають на поверхню моделі через ситечко дрібні залізні ошурки рівним і не дуже густим шаром. Потім беруть олівець за кінець і злегка постукують іншим кінцем по краях моделі, поки не утвориться виразна картина розташування магнітних силових ліній (Мал. 3). При зміні моделей ошурки зсипають на приготований аркуш паперу, з якого потім їх легко пересипають назад в коробочку. Щоб в учнів не створювалося такого враження, що магніт - це завжди довгастий стрижень з двома різнойменними полюсами на кінцях, до описаного набору дуже корисно додати ще дві моделі. Одна з них - модель індуктора від генератора змінного струму. Такі індуктори з чотирма і більше чергуються полюсами застосовуються в тракторних генераторах, у кишенькових ліхтарях, що приводяться в дію від руки, і т. п. Друга модель дає уявлення про спектр магнітного поля Землі в осьовому перерізі.

Рис.3 Картина магнітних спектрів на екрані

Може виникнути спокуса демонструвати готові спектри, закріплені парафіном або іншим способом. Цього не слід робити. Такі препарати не розкривають самого процесу утворення магнітних спектрів і тому майже нічим в методичному відношенні не відрізняються від малюнка або діапозитивів.

Дослід 4. Магнітні спектри прямого і колового струму

Обладнання: 1) моток дротяний з розбірної майданчиком; 2) стрілка магнітна демонстраційна на підставці; 3) батарея акумуляторів; 4) вимикач демонстраційний; 5) тирсу залізні в коробці з сі ¬ течки; 6) дроти сполучні;

7) аркуш паперу для ошурків. Отримання магнітного спектра прямого струму пов'язане з немалими труднощами, якщо досвід ставити з одним дротом. Праця полягають у тому, щоб отримати достатньо сильний струм і уникнути спотворення спектра близько розташованими іншими частинами електричної ланцюга, в яку включений прямий провід. Якщо не пред'являти таких вимог, то можна скористатися приладом, який представляє собою моток з ізольованого дроту, встановлений па підставці з двома затискачами. Кінці мотка підведені до затискачів так, щоб учні могли простежити напрямок струму в обмотці. На мотку може бути закріплена в горизонтальному положенні знімний екран. У зібраному виді прилад зображений на малюнку 4.

Рис.4 Магнітний спект колового струму

Для демонстрації магнітного спектру прямого струму тирсу насипають тільки з одного боку мотка. Можна вважати, що на такому обмеженій ділянці магнітне поле утворено тільки порівняно коротким відрізком дротяного мотка. Потім демонструють магнітний спектр кругового струму, для чого досвід повторюють, розсіюючи тирсу по всьому майданчику. При проведенні дослідів, перш ніж включити струм, на площадку насипають через ситечко тирсу рівним шаром. При цьому моток доводиться злегка нахиляти, для того щоб тирса розподілилися рівномірно. Потім включають струм (при джерелі з напругою 3,5 в сила струму в мотку буде близько 1 а) і постукують олівцем по майданчику в різних місцях, поки не утвориться виразний магнітний спектр. Результат досвіду показують учням, проносячи прилад між рядами учнівських столів. Отриманий спектр дає загальну картину розташування магнітних силових ліній. Для того щоб визначити їх напрямку, майданчик з мотка знімають і поряд з мотків встановлюють магнітну стрілку на підставці з вістрям. Розміри приладів такі, що вістря, на якому обертається стрілка, по висоті збігається з віссю мотка. При замиканні струму стрілка різко повертається і, здійснює кілька коливань, встановлюється північним полюсом у напрямку силових ліній поля. Зіставляючи отриманий результат з висновками з попереднього досвіду, визначають напрям силових ліній і формулюють правило гвинта.