მაგნიტური ლევიტაციის პროექტები ბავშვებისთვის

ეს არ არის ჩიტი, თვითმფრინავი ან სუპერმენიც კი; ეს არის ტყვიის მატარებელი. მაგლევის მატარებელი მიწის ზემოთ მდებარეობს და ძლიერი სუპერგამტარ ელექტრომაგნიტების საშუალებით საათში 300 მილამდე სიჩქარით მოძრაობს. მაგლევის მოდელებთან და მაგნიტური ლევიტაციის სხვა პროექტებთან ექსპერიმენტი კარგი გზაა ბავშვებისთვის მაგნეტიზმისა და ელექტროენერგიის შესახებ.

•••Photodisc / Photodisc / გეტის სურათები

ფერომაგნეტიზმი არის ელექტრონული მოძრაობის შედეგად შექმნილი ბუნებრივი ძალა. უმეტეს ელემენტებში დატრიალებული ელექტრონები დაწყვილებულია სხვა ელექტრონებთან, რომლებიც მოძრაობენ საპირისპირო მიმართულებით. ზოგიერთ მეტალს, მაგალითად რკინას, ელექტრონების უმეტესობა ერთი და იგივე მიმართულებით მოძრაობს. ეს ქმნის მაგნიტური ძალის ხაზების ველს, რომლის დემონსტრირება შესაძლებელია რკინის შემავსებლის და მუდმივი მაგნიტის გამოყენებით. ჯორჯიის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მონაცემებით, მეტალებს, რომლებსაც იზიდავს მაგნიტური ველი, ფერომაგნიტურ მეტალებს უწოდებენ.

ლითონების მაგნიტური ველისკენ მიზიდვის დემონსტრირების გზაა მცურავი ქაღალდის კლიპების ექსპერიმენტის ჩატარება. სტუდენტი მუდმივ მაგნიტს ანიჭებს თაროზე ან კოლოფზე დამონტაჟებულ ლითონის ფრჩხილს. შემდეგ ის დააკავშირებს სტრიქონს ნაჭერს ქაღალდის კლიპთან და განათავსებს მაგნიტის ქვეშ. მაგნიტი იწვევს ქაღალდის კლიპის აწევას და მწკრივის ბოლოს მცურავს. ბავშვებს შეუძლიათ შეამოწმოთ მაგნიტური მიზიდულობის სიძლიერე ძაფის დაჭერით და ნახონ, თუ რამდენადაა დაშორებული მაგნიტიდან ქაღალდის კლიპი.

დიამაგნეტიზმი არის მაგნიტური მოგერიება. გრაფიტი, ზოგიერთი ლითონი, როგორიცაა ტყვია და ბისმუთი და თითქმის ყველა ორგანული მასალა დიამაგნიტურია, რადგან ისინი მაგნიტურ ძალებს მოგერიებენ. ყველა ორგანული მასალა გამოხატავს სუსტ დიამაგნიტურ ძალას, რომელიც მაგნეტიზმს მოგერიებს. მაღალ დონის მაგნიტური ლაბორატორიის თანახმად, ერთი ექსპერიმენტი, რომელიც გრაფიკულად ამის დემონსტრირებას ახდენს, იყენებს ცოცხალ ბაყაყს, რომელიც შეჩერებულია ძლიერ ელექტრომაგნიტზე.

ბავშვებს შეუძლიათ დიამაგნიტური მოგერიების დემონსტრირება ორი გრაფიტის ფირფიტს შორის მცირე იშვიათი დედამიწის მაგნიტის ლევიტაციის პროექტის შექმნით. შეგიძლიათ შეიძინოთ პროექტის ნაწილები ნაკრების სახით ან ააშენოთ საკუთარი. პიროლიტული გრაფიტის ორი ცალი დამონტაჟებულია ხის ჩარჩოზე და მათ ქვეშ შეჩერებულია რიგი იაფი ბეჭედი მაგნიტებით, რომ ექსპერიმენტზე სიმძიმის ძალას შეეწინააღმდეგოს. შემდეგ იშვიათი დედამიწის პატარა მაგნიტს ათავსებენ გრაფიტის ფირფიტებს შორის, სადაც ის მოძრაობს, რადგან იგი გრაფიტით მოიგერიებს.

•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

მაგნიტური ლევიტაციის საჩვენებლად მარტივ პროექტში გამოყენებულია ექვსი ბეჭედი მაგნიტი, ფანქარი და თიხის მოდელირება. დაეხმარეთ ბავშვებს, ბეჭდის მაგნიტებიდან ოთხი მიამაგრონ ბრტყელ ზედაპირს, რამდენიმე თიხის მოდელირებით. დარწმუნდით, რომ მაგნიტები დაშორებულია თანაბარი მანძილით და აქვთ იგივე პოლარობა ზემოთ. ორი ბეჭედიანი მაგნიტი მოთავსებულია ფანქარზე ისე, რომ ისინი ერთმანეთისგან დაშორებული არიან, როგორც ორი წყვილი მაგნიტი ბრტყელ ზედაპირზე. მიამაგრეთ სათამაშო კარტი მაგიდის თავზე მაგნიტების მიღმა, თიხით, ისე რომ ფანქრის წერტილი დაეყრდნოს მას. ახლა ბავშვებს შეუძლიათ ფანქარი მოათავსონ ბეჭდის მაგნიტების ზემოთ და უყურონ, თუ როგორ იწევს ის მაგიდის ზემოდან.

იგივე პოლარობის მაგნიტური ველები ერთმანეთს მოგერიებენ. თუ ორი მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსებს მოათავსებთ ერთმანეთთან, ისინი ერთმანეთს დაშორდებიან. მსგავსი კონცეფცია გამოიყენება მაგლევის მატარებლებში ევროპაში, იაპონიასა და ჩინეთში.

ბავშვებს შეუძლიათ ააშენონ საკუთარი მოდელის მაგლევი მატარებლები რამდენიმე ზოლის მაგნიტის, PTFE ფირის და პოლისტიროლის ქაფის გამოყენებით. ზოლის მაგნიტები ჩაკრულია პოლისტიროლის ქაფის ნაჭერზე, იგივე პოლარითით ზემოთ და ბილიკი გარშემორტყმულია უფრო პოლისტიროლის ქაფისგან დამზადებული კედლებით. მატარებელი არის ქაფის ნაჭერი, რომელზეც მუდმივი მაგნიტებია წებოვანი ქვედა ნაწილში, იგივე პოლარითით ქვემოთ, როგორც ბილიკი ზემოთ. მოათავსეთ მატარებელი სარკინიგზო ხაზის გასწვრივ და დააჭირეთ მას მსუბუქად რომ დააგდოთ ლიანდაგზე. PTFE ფირის კედლების გასწვრივ მატარებელი უფრო შეუფერხებლად სრიალებს.