Ez nem madár, repülőgép vagy akár Superman; ez egy golyósvonat. A maglev vonat a föld felett lebeg, és erőteljes szupravezető elektromágnesek mozgatják óránként 300 mérföld / óra sebességgel. A maglev-modellekkel és más mágneses levitációs projektekkel való kísérletezés jó módszer a gyermekek számára a mágnesesség és az elektromosság megismerésére.
Úszó gemkapcsok
•••Photodisc / Photodisc / Getty Images
A ferromágnesesség egy természetes erő, amelyet az elektronok mozgása hoz létre. A legtöbb elemben a forgó elektronok párosulnak más, ellentétes irányban mozgó elektronokkal. Egyes fémek, például a vas elektronjainak nagy része ugyanabba az irányba mozog. Ez létrehoz egy mágneses erő vonalvezetését, amelyet vas reszelők és állandó mágnes segítségével lehet kimutatni. A Georgia Állami Egyetem szerint a mágneses mezőhöz vonzódó fémeket ferromágneses fémeknek nevezzük.
A fémek mágneses mezőhöz való vonzódásának bemutatásának módja az úszó gemkapocs kísérlet. A hallgató állandó mágnest rögzít egy polcra vagy dobozra szerelt fém konzolra. Ezután egy zsinór darabot köt össze egy gemkapocshoz, és a mágnes alá helyezi. A mágnes hatására a gemkapocs felemelkedik és lebeg a húr végén. A gyerekek tesztelhetik a mágneses vonzerő erősségét a zsinór meghúzásával, hogy megnézzék, milyen messze lebeg a mágnes a gemkapocs.
Diamágneses levitáció
A dimagnetizmus mágneses taszítás. A grafit, egyes fémek, például az ólom és a bizmut, valamint szinte minden szerves anyag diamagneses, mert taszítják a mágneses erőket. Minden szerves anyag gyenge diamágneses erőt mutat, amely taszítja a mágnesességet. Egy kísérlet, amely ezt grafikusan szemlélteti, egy élő békát használ egy erős elektromágnes felett, állítja a High Field Magnetic Laboratory.
A gyerekek bemutathatják a diamágneses taszítást, ha egy kis ritkaföldfém mágnest lebegtetnek egy projektet két grafitlemez között. Megvásárolhatja a projekt alkatrészeit készletként, vagy elkészítheti sajátját. Két darab pirolit grafitot egy favázra szerelnek, és alattuk olcsó gyűrűs mágnesek sorozatát függesztik fel, hogy ellensúlyozzák a kísérleti gravitációs erőt. Ezután egy kis ritkaföldfém mágnest helyeznek a grafitlemezek közé, ahol lebegni fog, amikor a grafit taszítja.
Úszó ceruzák
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Egy egyszerű projekt a mágneses lebegés bemutatására hat gyűrűs mágnest, ceruzát és néhány modellező agyagot használ. A gyerekek a gyűrűs mágnesek közül négyet helyezzenek egy sík felületre valamilyen modellező agyaggal. Győződjön meg arról, hogy a mágnesek azonos távolságra vannak egymástól, és azonos polaritással rendelkeznek felfelé. Két gyűrűs mágnest helyeznek a ceruzára úgy, hogy azonos távolságra legyenek egymástól, mint a két mágnespár a sík felületen. Helyezzen egy játékkártyát az asztal tetejére a mágnesek mögé egy kis agyaggal, hogy a ceruzahegy ellássa. A gyerekek most elhelyezhetik a ceruzát a gyűrűs mágnesek felett, és figyelhetik, ahogy az az asztallap felett lebeg.
Levitáló vonatmodellek
Az azonos polaritású mágneses mezők taszítják egymást. Ha két mágnes északi pólusát egymás mellé helyezi, akkor eltolódnak egymástól. Hasonló koncepciót használnak Európa, Japán és Kína maglev vonatai.
A gyerekek néhány szalagmágnes, PTFE szalag és polisztirolhab felhasználásával elkészíthetik saját maglev vonataikat. A szalagmágneseket egy polisztirol habdarabra ragasztják, azonos polaritással felfelé, és a pályát több polisztirolhabból készült fal veszi körül. A vonat habdarab, amelynek aljára állandó mágnesek vannak ragasztva, ugyanolyan polaritással lefelé, mint a vágány felfelé. Helyezze a vonatot a vágány fölé, és finoman nyomja meg, hogy lecsússzon a vágányon. A PTFE szalag a falak mentén simábban csúszik a vonat.