Изучение магнитных явлений.
Изучение магнитных явлений чрезвычайно важно как с теоретической, так и с практической стороны. Современная электротехника весьма широко использует магнитные свойства вещества для получения электрической энергии, для ее превращения в различные другие виды энергии. В аппаратах проволочной и беспроволочной связи, в телевидении, автоматике и телемеханике употребляются материалы с определенными магнитными свойствами. Магнитные явления играют существенную роль также в живой природе.
Необычайная общность магнитных явлений, их огромная практическая значимость, естественно, приводят к тому, что учение о магнетизме является одним из важнейших разделов современной физики.
В жизни современного человека физика играет особую роль. Глубоко проникая в тайны строения материи, устанавливая закономерности, лежащие в основе различных форм ее движения, разрабатывая необычайно тонкие методы исследования и контроля различных процессов и явлений, физика является основой всех естественных наук и прочным фундаментом современной техники.
Теория магнетизма.
В теории магнетизма считается, что электрон обладает квантовым свойством, т.е. спином, в следствии чего ведет себя как стрелка компаса, которая вращается вокруг своей оси и соединяющая южный и северный полюса. Спины электронов могут быть ориентированы в направлениях, которые обычно называют «спин-вверх» (мажорные спины) и «спин-вниз» (минорные спины).
Электрон, участвующий в процессе прохождения электрического тока, совершает квантовые переходы за счёт энергии источника тока. Переход электрона с одного квантового уровня на другой на определенном участке цепи – потребителе тока сопровождается испусканием кванта энергии в виде гравитона. Электроны, не участвующие в процессе электрического тока, не изменяют своего энергетического состояния. Таким образом, в квантовой модели электрического тока гравитон является связывающим звеном между квантом электрического поля и квантом магнитного поля.
Глава II. Практическое обоснование вопроса
2.1 Опыт №1.Сборка электромагнита.
Оборудование: 1) Тонкая - диаметром около 0,3 мл-проволока.
2) Батарейка для карманного фонаря (плоская).
3) Катушка из-под ниток.
4) Стержень (желательно стальной) в качестве
сердечника ИЛИ пучок хорошо расправленных
канцелярных скрепок.
5) Иголки с ушками.
Создание магнита:
На катушку из-под ниток намотайте медную изолированную проволоку толщиной 0,3 мл. При намотке начальный конец оставьте длиной около 20 см. Намотку старайтесь делать поровнее . Когда катушка будет намотана, вставьте в её отверстие стержень (желательно стальной) в качестве сердечника. Размер сердечника должен быть такой, чтобы его концы немного торчали из катушки. Если нет подходящего стального стержня, вставьте пучок хорошо расправленных канцелярских скрепок.
Присоедините концы намотанной на катушку проволоки в батарейке от карманного фонаря. Электрический ток, проходя по обмотке, намагнитит сердечник, и если он стальной, то останется намагниченным и после отсоединения батарейки. Убедитесь в том, что сердечник намагнитился, можно, поднеся к нему кнопки, скрепки.
Выньте сердечник из катушки, вставьте вместо него несколько иголок и присоедините батарейку. Иголки намагнитятся и понадобятся нам для следующих опытов.
Иголки вставляйте, подобрав их ушками в одну сторону, остриями-В другую.
Когда вынете иголки, отсоедините батарейку и вставьте на место сердечника. Запомните, какие концы проводов от катушки, к каким полюсам батарейки присоединялись.
2.2 Опыт №2. Опыты с намагниченными иголками.
Оборудование: 1) Иголка (намагниченная).
2) Жир.
3) Вода.
4) Миска.
Проведение опыта:
Смажьте намагниченную иголку очень тонким слоем жира, а затем положите её на поверхность воды. Иголка, плавая на воде, повернётся одним концом на юг, другим – на север. И у нас получился самодельный компас.
2.3 Опыт №3. Геометрические фигуры.
Оборудование: 1) несколько иголок (намагниченных).
2) 5 маленьких – диаметром 1,3 сантиметра кружков
(вырезанных из непромокаемого картона).
3) глубокая стеклянная или алюминиевая (но только не
железная!) миска.
4) вода.
5) магнит.
6) сердечник изготовленного магнита или один
намагниченный стерженёк, сделанный из
выпрямленной скрепки.
Как провести данный опыт:
Возьмите 5 иголок и проткните ими 5 маленьких – диаметром 1.3 сантиметров кружков, вырезанных из непромокаемого картона (от молочных пакетов). Кружки должны быть совершенно одинаковые, и иголки надо воткнуть точно в центр, выпустив концы на одинаковое расстояние от кружков.
Налейте в глубокую стеклянную или алюминиевую (но только не в железную!) миску, воду и опустите на её поверхность две иголки в кружках остриём вверх. Иголки будут хорошо держаться на воде вертикально благодаря своим поплавкам. Расположите их рядом, но чтобы кружки – поплавки не касались друг друга и чтобы поверхностное натяжение, не стягивало их. Расстояние между кружками сделайте один сантиметр. Иголки сразу же отплывут друг от друга на некоторое расстояние и замрут на месте. Это расстояние у иголок, очевидно, предельное, когда уравновешиваются магнитные силы. Подносите с большого расстояния к иголкам конец магнита. Если это будет тот же плюс, что и у концов иголок, они сразу раздвинутся ещё больше.
Если это будет противоположный полюс, иголки потянутся к нему и сблизятся.
Но когда магнит уберёте, иголки опять раздвинутся.
Теперь опустите на воду поплавок с третьей иголкой. Каждый поплавок с иголкой займёт место в одном из углов равностороннего треугольника. Поднесите к центру треугольника сердечника