Magnetizam je područje fizičkih znanosti koje se obično obrađuje tijekom osnovnih razreda, posebno od vrtića do četvrtog razreda. Neke teme o kojima studenti uče uključuju osnovna svojstva magneta, vrste materijala koje privlače magneti, magnetska polja i elektromagneti. Znanstveni projekti i eksperimenti u učionici pružaju studentima praktične mogućnosti promatranja i istraživanja magnetskih svojstava i ponašanja.
Uvod u magnete
Učenici mogu početi istraživati pojam magnetizma u vrtiću ili prvom razredu kada uče o guranju i povlačenju. Studenti uče da magneti privlače neke metalne predmete i primjenjuju ovaj koncept u jednostavnim, praktičnim aktivnostima. Učenici pomoću šipkastih magneta povlače metalne spajalice preko papira i promatraju da magnet može povući spajalice ne dodirujući ih.
Svojstva magneta
Studenti se nadovezuju na ono što su već naučili ili primijetili o magnetima testirajući razne predmete izrađene od različitih materijala kako bi otkrili privlači li ih magnet. Studenti testiraju metalne i nemetalne predmete kao što su igle za kosu, metalni gumbi, bojice, drveni blokovi i papirnate čaše. Studenti klasificiraju predmete kako bi pokazali koje magnet privlači i svoja zapažanja bilježe na grafikon. Studenti također mogu upotrijebiti dva magneta kako bi promatrali kako se suprotni polovi magneta privlače i poput polova odbijaju, a zatim oblikuju operativnu definiciju magneta na temelju njihovih uočljivih svojstava.
Magnetska polja
Svaki magnet okružen je magnetskim poljem. Magnetsko polje je najjače oko polova i proteže se oko magneta u linijama magnetskog polja. Studenti mogu konstruirati preglednik magnetskog polja i koristiti željezne opiljke kako bi vidjeli crte magnetskog polja generirane magnetom. Do napraviti magnetsko polje viewer, studenti stavljaju malu količinu željeznih opiljaka u plastičnu kutiju i prekrivaju je kutijom prozirnim listom plastike koji je trakom pričvršćen za kutiju. Kad studenti postave magnet na poklopac kutije, magnetsko polje magneta privlači željezne opiljke, koji se nižu na linijama magnetskog polja. Studenti mogu ovaj test izvesti s magnetima različitih oblika i jakosti te usporediti rezultate.
Elektromagneti
Dok studenti nastavljaju proučavati magnete, oni uče o odnosu magnetizma i električne energije. Električna struja koja prolazi kroz žicu stvara magnetsko polje. Magnetska sila pojačava se namotavanjem žice oko komada željeza ili čelika. Stariji učenici mogu konstruirati vlastite elektromagnete pomoću metalnog svornjaka, izolirane žice i D-ćelijske baterije. Nakon namotavanja žice oko vijka, učenici pričvršćuju izložene krajeve žice na bateriju i učvršćuju je trakom. Studenti mogu eksperimentirati sa svojim elektromagnetom tako što će ga isključiti i uključiti, otkrivajući koliko papira kopče koje privlači i povećavajući snagu svog magnetskog polja povećanjem broja zavojnica.