Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwy szkół: • Zespół Szkół Technicznych w Pleszewie • Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych I Liceum Ogólnokształcące • im. Żeromskiego w Goleniowie • ID grup: • 97/90_MF_G1 97/48_MF_G1 • Kompetencja:Temat projektowy: • Matematyczno-fizyczna Badamy pole magnetyczne • Semestr/rok szkolny: • I semestr/rok szkolny2010/11

3. Wprowadzenie do projektu Głównym celem projektu jest rozwijanie kompetencji matematyczno-fizycznych w zakresie zagadnień dotyczących pola magnetycznego. Zapoznanie z własnościami tego pola, jak i jego praktycznymi zastosowaniami. Pole magnetyczne znalazło we współczesnym świecie niezliczoną liczbę zastosowań, począwszy od silników elektrycznych, poprzez czujniki narkotyków, a na poszukiwaniach złóż skończywszy. Co więcej wszystko wskazuje na to, że z biegiem czasu ich liczba będzie wciąż rosła. A przecież wszystko zaczęło się od zwykłego kompasu. Cel projektu

4. Co to jest pole magnetyczne? Pole magnetyczne jest to przestrzeń otaczająca magnes trwały lub przewodnik, w którym płynie prąd. Pole magnetyczne - stan przestrzeni, w której na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu działają siły magnetyczne. Pole magnetyczne można przedstawić graficznie za pomocą linii sił pola . Linie sił pola magnesu sztabkowego Linie sił pola przewodnika prostoliniowego

5. Wyznaczanie linii sił pola magnetycznego zwojnicy i magnesu

6. Opis pola magnetycznego Pole magnetyczne jest polem wektorowym. Wielkościami fizycznymi używanymi do opisu pola magnetycznego są: indukcja magnetyczna B natężenie pola magnetycznego H. Między tymi wielkościami zachodzi związek B= μH gdzie μ – przenikalność magnetyczna ośrodka. Zwrot indukcji magnetycznej przewodnika prostoliniowego Zwrot indukcji magnetycznej przewodnika kołowego

7. Siły w polu magnetycznym Bieguny magnesów oddziałują wzajemnie na siebie: bieguny jednoimienne dwóch magnesów odpychają się, a różnoimienne – przyciągają. Przewodnik przez który płynie prąd jest źródłem pola magnetycznego i oddziaływuje z magnesem.

8. Siły w polu magnetycznym Jeśli przewód z prądem oddziaływuje na magnes, to magnes także oddziaływuje na przewód z prądem. Siłę działającą na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym nazwano elektrodynamiczną.

9. Ziemia wielki magnes? We wnętrzu Ziemi istnieje ciekłe jądro zewnętrzne, w którym występują prądy konwekcyjne. Prądy takie unoszą ze sobą olbrzymie ilości wolnych elektronów, które są równoważne z prądem elektrycznym, który z kolei skutkuje powstaniem otaczającego pola magnetycznego. www.network.com.pl/gfx/ziemia.jpg www.blogi.szkolazklasa.pl/?blog=698

10. Jak wyjaśnić magnetyczne własności ciał? Model atomu – elektrony krążące wokół jądra • Elektron poruszający się po zamkniętej powłoce jest równoważny mikroskopijnej pętli z prądem, wytwarzającej własne pole magnetyczne Jądro atomowe Elektron

11. Podział atomu pod względem własności magnetycznych: Atomy będące elementarnymi magnesami – atomy, które wytwarzają pole magnetyczne wokół siebie, bo mają nieparzystą liczbę elektronów walencyjnych Atomy nie będące elementarnymi magnesami – atomy, które nie wytwarzają pola magnetycznego wokół siebie. Mają parzystą liczbę elektronów walencyjnych i ich pola się znoszą.

12. Podstawowe materiały magnetyczne Paramagnetyki Ferromagnetyki Diamagnetyki Ferrimagnetyki Antyferromagnetyki

13. Paramagnetyki N S paramagnetyk • W zewnętrznym polu magnetycznym paramagnetyki ustawiają się wzdłuż linii sił pola magnetycznego [para w języku greckim oznacza wzdłuż] • W nieobecności zewnętrznego pola magnetycznego paramagnetyk nie jest namagnesowany

14. Paramagnetyki • Do paramagnetyków należą m.in. tlen (O2), tlenek azotu(II) (NO), lit, sód, potas, magnez, wapń, glin, ebonit, hemoglobina krwi, roztwory wodne soli zawierających jony pierwiastków przejściowych, niektóre z tych soli w postaci krystalicznej, … • W zewnętrznym polu magnetycznym paramagnetyk magnesuje się zgodnie z tym polem N S

15. Diamagnetyki Należą do nich: rtęć, miedź, złoto, cynk, woda, wodór, chlor, kwarc, jednoatomowe gazy szlachetne, azot, rodzynki … N S diamagnetyk • W zewnętrznym polu magnetycznym diamagnetyki ustawiają się prostopadle do linii sił pola magnetycznego.

16. Diamagnetyki Diamagnetyki samorzutnie nie wykazują właściwości magnetycznych - nie są przyciągane przez magnes. • Umieszczenie diamagnetyka w zewnętrznym polu magnetycznym powoduje powstanie w tym materiale pola magnetycznego skierowanego przeciwnie do zewnętrznego pola. N S

17. Ferromagnetyk w nieobecności zewnętrznego pola magnetycznego • Do ferromagnetyków należą m.in.: żelazo, kobalt, nikiel oraz niektóre stopy • Nazwa ferromagnetyk pochodzi od łacińskiej nazwy żelaza „ferrum” Domena magnetyczna - wymiary około 0,0001-0,01 m

18. Ferromagnetyk w niezerowym polu magnetycznym N S B

19. Elektromagnes jako przykład zastosowania ferromagnetyków

20. Zmienne pole magnetyczne wytwarza prąd elektryczny – indukcja elektromagnetyczna http://fizyka.maszyna.pl/1jak_zostaly_odkryte_fale.php

21. Zastosowanie ferromagnetyków Miękkie -to np. stopy Fe i Si, Fe i Ni, Fe i Co, -stosowane: w transformatorach, do generacji energii elektrycznej (generatory, alternatory i prądnice) oraz zamiany energii elektrycznej w mechaniczną (silniki elektryczne), do zapisu danych cyfrowych na dyskach lub kartach magnetycznych. Półtwarde-wykorzystywane do wytwarzania pamięci magnetycznych, gdzie powierzchnia magnetyczna jest namagnesowana w kierunku dodatnich (logiczna jedynka) lub ujemnych (logiczne zero) wartości indukcji magnetycznej, systemów zabezpieczeń towarowych, czujników Twarde – magnetyt, stal i inne stopy metali ferromagnetycznych, np. Alnico zawierające Fe, Co, Ni, Al, Cu - stosowane do wytwarzania magnesów trwałych,

22. Magnetyzm w medycynie Lecznicze stosowanie pól magnetycznych sięga czasów prehistorycznych. W ostatnich latach notuje się wzrost zainteresowania terapią polem magnetycznym. http://www.kardiolog-twardela.pl/images/tomograf.jpg

23. Przykłady zastosowań pola magnetycznego w medycynie

24. Działanie pola magnetycznego na zwierzęta Pole magnetyczne ma największe znaczenie dla ryb, ptaków i pewnych gatunków owadów. W przypadku ryb badania naukowe wykazały, że rozwój i zachowanie się jaj, plemników oraz zapłodnionych już zarodków i larw jest w dużej mierze uzależnione od obecności lub też braku pól. • Obiektem zainteresowania badaczy są też żółwie, nietoperze, delfiny i wieloryby.

25. Podsumowanie Celem projektu „Pole magnetyczne” było zwrócenie uwagi na szerokie zastosowanie magnetyzmu i zachęcenie do dalszego zgłębiania tego tematu. Poszerzyliśmy wiadomości na temat magnetyzmu. Poznaliśmy ciekawe, jak i często występujące w najbliższym otoczeniu zastosowania zjawiska magnetyzmu. Wiedza szkolna i potoczna skorelowały się i uzupełniły. Przez te ponad czterysta lat, jakie minęło od odkryć Williama Gilberta, magnetyzm znalazł niezliczoną liczbę zastosowań, a w naszym projekcie wskazujemy tylko nieliczne z nich. A pomyśleć, że wszystko zaczęło się od zwykłego kompasu…