Содержание
Это не птица, самолет или даже Супермен; это сверхскоростной пассажирский экспресс. Поезд Маглева поднимается над землей и движется со скоростью до 300 миль в час с помощью мощных сверхпроводящих электромагнитов. Эксперименты с моделями Маглева и другими проектами магнитной левитации - хороший способ для детей узнать о магнетизме и электричестве.
Плавающие скрепки
••• Фотодиск / Фотодиск / Getty ImagesФерромагнетизм - это естественная сила, созданная движением электронов. В большинстве элементов вращающиеся электроны соединены с другими электронами, движущимися в противоположном направлении. У некоторых металлов, таких как железо, большая часть электронов движется в одном направлении. Это создает поле линий магнитной силы, которое можно продемонстрировать, используя железные опилки и постоянный магнит. По данным Университета штата Джорджия, металлы, которые притягиваются 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 или она привяжет кусок веревки к скрепке и поместит ее под магнит. Магнит заставляет скрепку подниматься и плавать в конце струны. Дети могут проверить силу магнитного притяжения, потянув за ниточку, чтобы увидеть, как далеко от магнита будет всплывать скрепка.
Диамагнитная левитация
Диамагнетизм - это магнитное отталкивание. Графит, некоторые металлы, такие как свинец и висмут, и почти все органические материалы являются диамагнитными, потому что они отражают магнитные силы. Весь органический материал обладает слабой диамагнитной силой, которая отталкивает магнетизм. Один эксперимент, который наглядно демонстрирует это, использует живую лягушку, подвешенную над мощным электромагнитом, согласно данным магнитной лаборатории высокого поля.
Дети могут продемонстрировать диамагнитное отталкивание, построив проект, чтобы поднять маленький редкоземельный магнит между двумя графитовыми пластинами. Вы можете купить детали для проекта в виде комплекта или собрать свои собственные. Два куска пиролитического графита установлены на деревянной раме, а ряд недорогих кольцевых магнитов подвешен под ними для противодействия силе тяжести в эксперименте. Небольшой редкоземельный магнит затем помещается между графитовыми пластинами, где он будет плавать, поскольку он отталкивается графитом.
Плавающие карандаши
••• Jupiterimages / Photos.com / Getty ImagesПростой проект для демонстрации магнитной левитации использует шесть кольцевых магнитов, карандаш и немного пластилина. Попросите детей прикрепить четыре кольцевых магнита к плоской поверхности с небольшим количеством глины для лепки. Убедитесь, что магниты расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и имеют одинаковую полярность вверх. Два кольцевых магнита помещают на карандаш так, чтобы они находились на одинаковом расстоянии друг от друга, как две пары магнитов на плоской поверхности. Прикрепите игральную карту к столу позади магнитов с небольшим количеством глины, чтобы острие карандаша могло упираться в него. Теперь дети могут поместить карандаш над кольцевыми магнитами и наблюдать, как он поднимается над столешницей.
Моделирование поездов
Магнитные поля одинаковой полярности отталкиваются друг от друга. Если вы расположите северные полюса двух магнитов рядом друг с другом, они будут отталкиваться друг от друга. Аналогичная концепция используется в поездах maglev Европы, Японии и Китая.
Дети могут построить свои собственные модели поездов из маглев с использованием полосовых магнитов, ленты из ПТФЭ и пенополистирола. Полосные магниты наклеиваются на кусок пенополистирола с той же полярностью вверх, а дорожка окружена стенами, выполненными из еще большего количества пенополистирола. Поезд представляет собой кусок пены с постоянными магнитами, приклеенными снизу, с той же полярностью, которая направлена вниз, так как гусеница направлена вверх. Поместите поезд вниз по рельсу и слегка толкните его, чтобы он скользил по рельсу. Лента PTFE вдоль стен делает поезд более плавным.