Это не птица, не самолет или даже не Супермен; это сверхскоростной пассажирский экспресс. Поезд на магнитной подвеске парит над землей и движется со скоростью до 300 миль в час с помощью мощных сверхпроводящих электромагнитов. Эксперименты с моделями маглев и другие проекты магнитной левитации - хороший способ для детей узнать о магнетизме и электричестве.
Плавающие скрепки
•••Фотодиск / Фотодиск / Getty Images
Ферромагнетизм - это естественная сила, созданная движением электронов. В большинстве элементов вращающиеся электроны спарены с другими электронами, движущимися в противоположном направлении. У некоторых металлов, таких как железо, большая часть электронов движется в одном направлении. Это создает поле из магнитных силовых линий, которое можно продемонстрировать с помощью железных опилок и постоянного магнита. По данным Университета штата Джорджия, металлы, притягиваемые к магнитному полю, называются ферромагнитными металлами.
Способ продемонстрировать притяжение металлов к магнитному полю - провести эксперимент с плавающей скрепкой. Студент прикрепляет постоянный магнит к металлическому кронштейну, установленному на полке или коробке. Затем он привяжет веревку к скрепке и поместит ее под магнит. Магнит заставляет канцелярскую скрепку подниматься и плавать на конце веревки. Дети могут проверить силу магнитного притяжения, потянув за веревку, чтобы увидеть, как далеко от магнита будет плавать скрепка.
Диамагнитная левитация
Диамагнетизм - это магнитное отталкивание. Графит, некоторые металлы, такие как свинец и висмут, и почти все органические материалы являются диамагнитными, поскольку они отталкивают магнитные силы. Все органические материалы обладают слабой диамагнитной силой, которая отталкивает магнетизм. Согласно данным Лаборатории сильнопольного магнитного поля, в одном эксперименте, который наглядно демонстрирует это, используется живая лягушка, подвешенная над мощным электромагнитом.
Дети могут продемонстрировать диамагнитное отталкивание, создав проект по левитации небольшого редкоземельного магнита между двумя графитовыми пластинами. Вы можете купить детали для проекта в комплекте или собрать самостоятельно. Два куска пиролитического графита закреплены на деревянном каркасе, а под ними подвешен ряд недорогих кольцевых магнитов, чтобы противостоять силе тяжести в эксперименте. Затем между графитовыми пластинами помещается небольшой редкоземельный магнит, который будет плавать, отталкиваясь от графита.
Плавающие карандаши
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
В простом проекте по демонстрации магнитной левитации используются шесть кольцевых магнитов, карандаш и немного пластилина. Попросите детей прикрепить четыре кольцевых магнита к плоской поверхности с помощью пластилина. Убедитесь, что магниты расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и имеют одинаковую полярность вверх. На карандаш помещают два кольцевых магнита так, чтобы они находились на таком же расстоянии друг от друга, как две пары магнитов на плоской поверхности. Прикрепите игральную карту к столешнице за магнитами с помощью пластилина, чтобы острие карандаша могло упираться в нее. Теперь дети могут поместить карандаш над кольцевыми магнитами и наблюдать, как он парит над столешницей.
Модели парящих поездов
Магнитные поля одинаковой полярности отталкиваются друг от друга. Если вы поместите северные полюса двух магнитов рядом друг с другом, они будут отталкиваться друг от друга. Похожая концепция используется в поездах на магнитной подвеске в Европе, Японии и Китае.
Дети могут построить свои собственные модели поездов на магнитной подвеске, используя ленточные магниты, ленту из ПТФЭ и пенополистирол. Магниты ленты прикреплены лентой к куску пенополистирола с той же полярностью, обращенной вверх, а дорожка окружена стенками из большего количества пенополистирола. Поезд представляет собой кусок пенопласта с наклеенными на дно постоянными магнитами той же полярности, что и рельсы, обращенные вверх. Поставьте поезд на рельсы и слегка подтолкните, чтобы он скользнул по рельсам. Лента PTFE вдоль стен делает поезд более плавным.