Tai nėra paukštis, lėktuvas ar net Supermenas; tai kulka traukinys. Maglev traukinys virpa virš žemės ir galingais superlaidžiais elektromagnetais varomas iki 300 mylių per valandą greičiu. Eksperimentai su „Maglev“ modeliais ir kitais magnetinės levitacijos projektais yra geras būdas vaikams sužinoti apie magnetizmą ir elektrą.
Plaukiojančios segtukai
•••Photodisc / Photodisc / Getty Images
Ferromagnetizmas yra natūrali jėga, kurią sukuria elektronų judėjimas. Daugumoje elementų besisukantys elektronai yra suporuoti su kitais elektronais, judančiais priešinga kryptimi. Kai kurių metalų, pavyzdžiui, geležies, dauguma jų elektronų juda ta pačia kryptimi. Tai sukuria magnetinės jėgos linijų lauką, kurį galima parodyti naudojant geležies dildes ir nuolatinį magnetą. Džordžijos valstijos universiteto duomenimis, metalai, kuriuos traukia magnetinis laukas, vadinami feromagnetiniais metalais.
Metodas parodyti metalų patrauklumą magnetiniam laukui yra atlikti plaukiojančio segtuko eksperimentą. Studentas pritvirtina nuolatinį magnetą prie metalinio laikiklio, pritvirtinto ant lentynos ar dėžutės. Tada jis arba ji pririš virvelės gabalėlį prie segtuko ir padės jį po magnetu. Dėl magneto popieriaus spaustukas pakyla aukštyn ir plaukia virvelės gale. Vaikai gali išbandyti magnetinės traukos stiprumą, traukdami virvelę, kad pamatytų, kaip toli nuo magneto plauks popieriaus spaustukas.
Diamagnetinė levitacija
Diamagnetizmas yra magnetinis atstūmimas. Grafitas, kai kurie metalai, tokie kaip švinas ir bismutas, ir beveik visos organinės medžiagos yra diamagnetinės, nes atbaido magnetines jėgas. Visa organinė medžiaga pasižymi silpna diamagnetine jėga, kuri atbaido magnetizmą. Vieno eksperimento metu, kuris tai grafiškai parodo, naudojama gyva varlė, pakabinta virš galingo elektromagneto, teigia Aukšto lauko magnetinė laboratorija.
Vaikai gali parodyti diamagnetinį atstūmimą, pastatydami projektą, kad tarp dviejų grafito plokščių būtų levituotas nedidelis retųjų žemių magnetas. Galite nusipirkti projekto dalis kaip rinkinį arba susikurti savo. Du pirolitinio grafito gabalai yra sumontuoti ant medinio rėmo, o po jais pakabinta nebrangių žiedinių magnetų serija, kad būtų atsverta eksperimento sunkio jėga. Tada tarp grafito plokščių dedamas nedidelis retųjų žemių magnetas, kuriame jis plūduriuos, kai jį atstumia grafitas.
Plūduriuojantys pieštukai
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Paprastame magnetinės levitacijos demonstravimo projekte naudojami šeši žiediniai magnetai, pieštukas ir šiek tiek modelino. Tegul vaikai pritvirtina keturis žiedinius magnetus ant lygaus paviršiaus su šiek tiek modelino. Įsitikinkite, kad magnetai yra išdėstyti vienodu atstumu vienas nuo kito ir kad jų poliškumas yra nukreiptas į viršų. Du žiediniai magnetai dedami ant pieštuko taip, kad jie būtų vienodu atstumu nuo dviejų plokščių magnetų porų. Pritvirtinkite žaidimų kortelę prie stalo virš magnetukų su šiek tiek molio, kad pieštuko taškas galėtų atsiremti į jį. Dabar vaikai gali padėti pieštuką virš žiedinių magnetų ir žiūrėti, kaip jis virpa virš stalo viršaus.
Traukinių modelių lengvinimas
Vienodo poliškumo magnetiniai laukai atstumia vienas kitą. Jei pastatysite dviejų magnetų šiaurės polius šalia vienas kito, jie nustums vienas nuo kito. Panaši koncepcija naudojama Europos, Japonijos ir Kinijos traukiniuose „Maglev“.
Vaikai gali susikurti savo „Maglev“ traukinių modelius, naudodamiesi kai kuriais juostiniais magnetais, PTFE juosta ir putų polistirolu. Juostiniai magnetai yra užklijuoti ant polistireninio putplasčio gabalo, kurio poliškumas yra nukreiptas į viršų, o takelis yra apsuptas sienomis, pagamintomis iš daugiau putų polistirolo. Traukinys yra putplasčio gabalas, kurio apačioje yra klijuoti nuolatiniai magnetai, kurių poliškumas nukreiptas žemyn, kaip ir bėgių kelias į viršų. Padėkite traukinį žemyn virš bėgių ir švelniai paspauskite, kad jis slystų žemyn. PTFE juosta palei sienas leidžia traukiniui slinkti tolygiau.