Z tego filmu dowiesz się:

  • czym są bieguny magnetyczne,
  • jak oddziałują na siebie magnesy,
  • jak igła magnetyczna zachowuje się w obecności magnesu.

Podstawa programowa

Pobieranie materiałów

wideo ekran podsumowujący napisy

Licencja: cc-by-nc-sa.svg

Poniższe materiały są udostępnione na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.pl). Możesz je wykorzystywać wyłącznie jako całość, bez rozdzielania ich na indywidualne elementy składowe. Zabronione jest wycinanie, pobieranie, modyfikowanie, edytowanie i zmienianie elementów składowych (np. grafik, tekstów, dźwięków, logotypów). Licencja CC BY-NC-SA 4.0 nie obejmuje wykorzystywania elementów składowych w utworach pochodnych. Jeśli chcesz wykorzystać ten materiał w swoim niekomercyjnym projekcie, nie zapomnij wymienić jego autorów: Pi-stacja / Katalyst Education.

Transkrypcja

Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.

Położenie biegunów Ziemi wydaje się być rzeczą stałą i godną zaufania. O ile jednak bieguny geograficzne nie zmieniają swojego położenia o tyle bieguny magnetyczne wędrują sobie zwiedzając z roku na rok coraz to nowe obszary okołobiegunowe. Biegun magnetyczny znajdujący się w pobliżu geograficznego bieguna północnego po zawiłej drodze jaką pokonał do 1973 roku obecnie wędruje prostoliniowo coraz bardziej zbliżając się do bieguna. Czym różni się biegun magnetyczny od geograficznego? Tego dowiesz się w tej lekcji. Magnesy znasz pewnie z zabawy magnetycznymi klockami. Często oblepione są nimi także nasze lodówki czyli najpopularniejsze magnetyczne tablice. Chyba nie ma osoby która nie próbowała przyczepiać magnesu do różnych powierzchni sprawdzając czy się przyklei albo łączyć magnesów ze sobą. Dlatego pewnie nie jest dla Ciebie nowością że magnesy mogą się przyciągać lub odpychać, zależnie od tego którą stroną będziemy je do siebie zbliżać. Każdy magnes ma dwa bieguny oznaczone literami N i S, tak jak bieguny ziemskie. W niektórych dodatkowo bieguny te oznacza się różnymi kolorami. Bieguny magnesów przyciągają się gdy są różnoimienne a odpychają, gdy są takie same. Próby przyczepienia magnesu do różnych domowych sprzętów pozwolą badaczowi wyciągnąć wniosek że w przypadku lodówki pralki czy metalowej framugi drzwi ta sztuczka się uda. Natomiast magnes nie będzie trzymał się drewna, plastiku czy szkła. Jeśli jako dziecko charakteryzowała Cię duża wytrwałość w badaniach może wiesz także, że magnes nie będzie trzymał się aluminiowej puszki czy garnka mimo że są one metalowe. Jako ciekawostkę powiem Ci że aluminium nie jest całkowicie obojętne na oddziaływania magnetyczne. Jest ono przez magnes przyciągane ale o wiele słabiej niż żelazny garnek czy pinezki. Przyciąganie aluminium możemy obserwować używając wyjątkowo silnych magnesów na przykład neodymowych. Jeśli kiedykolwiek zdarzyło Ci się rozsypać spinacze i wpadło Ci do głowy by pozbierać je magnesem to pewnie udało Ci się zauważyć że pierwsze spinacze przyczepią się do magnesu ale kolejne także do siebie nawzajem. Wygląda to tak jakby przyczepione do magnesu spinacze same stawały się magnesami i zaczynały przyciągać kolejne. Takie zjawisko nazywamy magnesowaniem. Mogło się też okazać, że twoje spinacze były odporne na działanie magnesu. Tak się zdarza, jeśli metal z którego je zrobiono nie był ferromagnetykiem. Co to za dziwna nazwa? Ferromagnetyk to po prostu ciało które przyciąga magnes. Ferromagnetykami są na przykład żelazo kobalt i nikiel oraz niektóre stopy tych metali. Sam magnes także jest zrobiony z ferromagnetyku. Wróćmy teraz do naszych ferromagnetycznych spinaczy. Co jest przyczyną ich zachowania? Okazuje się, że każdy ferromagnetyk składa się z namagnesowanych obszarów jakby był zbudowany z wielu małych magnesików. Obszary te nazywamy domenami magnetycznymi. W stałych magnesach, takich jak te które masz na lodówce domeny są uporządkowane jak w wojsku. Ustawione w tym samym kierunku. W większości ferromagnetyków domeny są jednak ułożone chaotycznie a ich oddziaływanie znosi się wzajemnie. Dopiero jeśli do spinacza przyłożymy magnes w którym domeny są już uporządkowane wymusi on odpowiednie ułożenie się domen w spinaczu. Jeśli wszystkie maleńkie magnesiki ustawią się w sposób uporządkowany cały spinacz zyska dwa bieguny i stanie się magnesem. To czy ten magnez będzie trwały zależy od właściwości danego ferromagnetyka. W niektórych domeny mogą się obracać bez dużego wysiłku, co powoduje że taką substancję łatwo namagnesować ale łatwo też ją rozmagnesować czyli wprowadzić w domeny magnetyczne bałagan. Takie namagnesowanie nie będzie zbyt trwałe. Inne ferromagnetyki mają domeny które trudno ruszyć z miejsca. Wymagają zatem silnego pola magnetycznego aby je uporządkować. Za to po ich ustawieniu taki magnes jest trwały. To taki, który znasz pod nazwą magnes. Każdy magnes wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Jest ono dla nas niewidoczne ale możemy zastosować pewną sztuczkę aby zobaczyć jego kształt. W bajkach i filmach dla dzieci niewidzialne postacie często wykrywane są poprzez substancje przylegającą do ich powierzchni. W naszym przypadku taką rolę odegrają opiłki żelaza. Są one ferromagnetykami. Po umieszczeniu magnesów wśród opiłków zauważymy jednak, że tylko część zostanie przyciągnięta do jego powierzchni. Reszta ułoży się wokół niego w charakterystyczny kształt który widzisz. Te linie nazywamy liniami pola magnetycznego. Jeśli w pobliżu magnesu umieścimy kompas którego igła to nic innego jak magnes to ona także ułoży się wzdłuż linii tego pola. Czy widzisz coś ciekawego w ułożeniu igły magnetycznej względem linii pola? Biegun N igły cały czas stara się być jak najdalej od bieguna N dużego magnesu. Ale jednocześnie jest przyciągany przez jego biegun S. Wiesz na pewno, że kompas służy do wyznaczania kierunków w terenie. Jak mu się to udaje? Okazuje się, że nasza planeta także wytwarza pole magnetyczne. Zachowuje się tak jakby w jej wnętrzu znajdował się wielki magnes. I to właśnie na to pole reaguje igła kompasu. Biegun N magnesu w kompasie układając się wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi wskazuje północ. Stąd takie jego oznaczenie. Biegun S wskazuje natomiast południe. Ale moment, jeśli słuchasz uważnie to być może w tym miejscu zapali Ci się czerwona lampka. Jeśli bieguny jednoimienne magnesów odpychają się, to dlaczego biegun N igły magnetycznej wskazuje biegun N Ziemi? Tu, jak w wielu innych sytuacjach praktyka wyprzedziła teorię. Ludzie używali magnesów w celu określenia kierunku na długo przed tym zanim poznali prawa magnetyzmu. Nic więc dziwnego że tę część igły magnetycznej która wskazuje północ oznaczyli jako N. Jest to jednak w rzeczywistości kierunek południowy bieguna magnetycznego który przyciąga biegun N kompasu. Bieguny magnetyczne są ustawione tak jak wynika to z praw magnetyzmu. Tam, gdzie igła kompasu wskazuje północ jest magnetyczny biegun południowy. Tyle, że znajduje się on w pobliżu północnego bieguna geograficznego Ziemi. Magnes to ciało lub urządzenie które wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Każdy nawet najmniejszy elementarny magnes ma dwa przeciwne bieguny. Gdy magnesy oddziałują ze sobą bieguny jednoimienne odpychają się a różnoimienne przyciągają. Ferromagnetyk to substancja zbudowana z elementarnych magnesów tak zwanych domen magnetycznych. Działanie zewnętrznego pola magnetycznego porządkuje te domeny i sprawia że całe ciało zbudowane z ferromagnetyka staje się magnesem. W magnesach trwałych domeny są uporządkowane trwale nawet w nieobecności zewnętrznego pola magnetycznego. Magnesy mogą się przyciągać lub odpychać. Pi-stacja natomiast przyciąga zawsze. To niepodważalne prawo fizyki więc daj się wciągnąć.

Lista wszystkich autorów

Lektor: Dobrawa Szlachcikowska

Konsultacja: Anna Soliwocka

Grafika podsumowania: Patrycja Ostrowska

Materiały: Dobrawa Szlachcikowska

Kontrola jakości: Małgorzata Załoga

Napisy: Klaudia Abdeltawab, Татьяна Кравец

Opracowanie dźwięku: Aleksander Margasiński

Produkcja:

Katalyst Education

Lista materiałów wykorzystanych w filmie:

Osckar Espinosa (Licencja Pixabay)
Cavit (CC BY 4.0)
Freepik (Licencja Flaticon)
Alexis (Licencja Pixabay)
Raimundo Pastor (CC BY-SA 4.0)
Helena Lopes (Licencja Pexels)
Pieter Kuiper (Domena publiczna)
Pieter Kuiper (Domena publiczna)
Brian Merrill (Licencja Pixabay)
FreeCreativeStuff (Licencja Pixabay)
Alchemist-hp (Licencja Wolnej Sztuki)
Alchemist-hp (Licencja Wolnej Sztuki)
Alchemist-hp (Licencja Wolnej Sztuki)
Elionas (Licencja Pixabay)
Annalise Batista (Licencja Pixabay)
k-images (Licencja Pixabay)
Ariapsa (Licencja Pixabay)
Clker-Free-Vector-Images (Licencja Pixabay)
Mario Aranda (Licencja Pixabay)
Zureks (CC0)
OpenClipart-Vectors (Licencja Pixabay)
Richard Nevell (CC BY-SA 3.0)
Nina Garman (Licencja Pixabay)
Kvgunten (CC BY-SA 4.0)

Licencja:

Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej

cc-by-nc-sa.svg