Урок на тему "Вещество в магнитном поле" : Физика

Урок на тему "Вещество в магнитном поле" : Физика

Цели урока:

  • продолжить изучение темы магнитное поле;
  • ввести понятие магнитной проницаемости среды, ферромагнетиков, диамегнитиков и парамагнетиков;
  • продолжить формирование естественнонаучных представлений по изучаемой теме;
  • создавать условия для формирования познавательного интереса, активности учащихся;
  • способствовать развитию конвергентного мышления;
  • формирование коммуникативного общения.

Оборудование: интерактивный комплекс SMART Board Notebook, на каждом столе лежит “Сборник по физике” Г. Н. Степановой.

Метод ведения урока: беседа с использованием интерактивного комплекса SMART Board Notebook.

План урока:

  1. Оргмомент
  2. Проверка знаний, их актуализация (методом фронтального опроса)
  3. Изучение нового материала (каркасом нового материала является презентация)
  4. Закрепление
  5. Рефлексия

Ход урока:

Магнитная проницаемость среды

Физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в однородной среде отличается по модулю от индукции магнитного поля в вакууме , называется магнитной проницаемостью среды µ.

Гипотеза Ампера

Тела обладают магнитными свойствами вследствие того, что внутри молекул и атомов циркулируют элементарные и электрические токи.

Классификация веществ по их магнитным свойствам.

Диамагнетики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. img1.gif (1110 bytes) <1

К диамагнетикам относятся инертные газы, азот, водород, кремний, фосфор, висмут, цинк, медь, золото, серебро, а также многие другие, как органические, так и неорганические, соединения. Человек в магнитном поле ведет себя как диамагнетик.

Диамагнитная левитация имеет ту же природу что и эффект Мейснера (полное вытеснение магнитного поля из материала), она наблюдается при гораздо более сильных полях, но зато не требует предварительного охлаждения. Некоторые опыты доступны любителям. Например, редкоземельный магнит с индукцией около 1 Тл может висеть между двух пластин висмута. А в поле с индукцией 11 Тл человеческие пальцы могут стабилизировать в воздухе маленький магнит, не касаясь его.

Парящий пиролитический углерод

Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля (J^^H) и имеют положительную магнитную восприимчивость. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы

img1.gif (1110 bytes) >1

К парамагнетикам относятся алюминий (Al), платина (Pt), многие другие металлы (щелочные и щелочно-земельные металлы, а также сплавы этих металлов), кислород (О2), оксид азота (NO), оксид марганца (MnO), хлорное железо (FeCl3) и др.

Ферромагнетики

Ферромагнетики — вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом или аморфном состоянии), в которых ниже определённой критической температуры (точки Кюри) устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах). Иными словами, ферромагнетик — такое вещество, которое при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.

Свойства ферромагнетиков

Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна и значительно больше единицы.

При не слишком высоких температурах ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.

Для ферромагнетиков характерно явление гистерезиса.

Ферромагнетики притягиваются магнитом.

В сердечнике любого электромагнита после выключения тока всегда сохраняется часть магнитных свойств, называемая остаточным магнетизмом. Величина остаточного магнетизма зависит от свойств материала сердечника и достигает большего значения у закаленной стали и меньшего у мягкого железа.

Однако, как бы ни было мягко железо, остаточный магнетизм все же будет оказывать известное влияние в том случае, если по условиям работы прибора необходимо перемагничивание его сердечника, т. е. размагничивание до нуля и намагничивание в противоположном направлении.

Действительно, при всяком изменении направления тока в обмотке электромагнита необходимо (благодаря наличию в сердечнике остаточного магнетизма) сначала размагнитить сердечник, и только после этого он может быть намагничен в новом направлении. Для этого потребуется какой-то магнитный поток противоположного направления.

Иначе говоря, изменение намагничивания сердечника (магнитной индукции) всегда отстает от соответствующих изменений магнитного потока (напряженности магнитного поля), создаваемого обмоткой.

Это отставание магнитной индукции от напряженности магнитного поля носит название гистерезиса. При каждом новом намагничивании сердечника для уничтожения его остаточного магнетизма приходится действовать на сердечник магнитным потоком противоположного направления.

Практически это будет означать затрату какой-то части электрической энергии на преодоление коэрцитивной силы, затрудняющей поворот молекулярных магнитиков в новое положение. Затраченная на это энергия выделяется в железе в виде тепла и представляет потери на перемагничивание, или, как говорят, потери на гистерезис.

Исходя из сказанного, железо, подверженное в том или ином приборе непрерывному перемагничиванию (сердечники якорей генераторов и электродвигателей, сердечники трансформаторов), должно выбираться всегда мягкое, с очень небольшой коэрцитивной силой. Это дает возможность уменьшить потери на гистерезис и тем самым повысить коэффициент полезного действия электрической машины или прибора.

Домен

Домен — макроскопическая область в магнитном кристалле, в которой ориентация вектора спонтанной однородной намагниченности= или вектора антиферромагнетизма (при температуре ниже точки Кюри или Нееля соответственно) определенным образом повернута или сдвинута относительно направлений соответствующего вектора в соседних доменах. Домены существуют в ферро- и антиферромагнитных, сегнетоэлектрических кристаллах и других веществах, обладающих спонтанным дальним порядком.

Применения на практике

  • хранение данных на жестких дисках осуществляется с использованием горизонтально или вертикально расположенных магнитных доменов;
  • магнитные домены, перемещаемые по специальным трекам, могут быть использованы при создании перспективной трековой памяти.

Точка кюри — температура, выше которой ферромагнитные вещества превращаются в парамагнитные. Названа в честь Кюри, открывшего в 1895 г. явление исчезновения ферромагнитных свойств при нагревании ферромагнитных материалов. Значение Т. К. для магнетита 580°С, пирротина 300°С, гематита 675°С. Т. К. твердых растворов магнетита с ульвошпинелью и гематита с ильменитом зависит от их состава, уменьшаясь по мере увеличения содер. соединений титана от 580°С (675°С) до температур ниже 0°С. В Т. К. испытывают скачок теплоемкость, теплопроводность и др. физ. Свойства

Эффект Мейснера - полное вытеснение магнитного поля из объёма проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние. Впервые явление наблюдалось в 1933 году немецкими физиками Мейснером и Оксенфельдом.

При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из его объёма. Этим сверхпроводник отличается от идеального проводника, у которого при падении сопротивления до нуля индукция магнитного поля в объёме должна сохраняться без изменения.

Отсутствие магнитного поля в объёме проводника позволяет заключить из общих законов магнитного поля, что в нём существует только поверхностный ток. Он физически реален и поэтому занимает некоторый тонкий слой вблизи поверхности. Магнитное поле тока уничтожает внутри сверхпроводника внешнее магнитное поле. В этом отношении сверхпроводник ведёт себя формально как идеальный диамагнетик. Однако он не является диамагнетиком, так как внутри него намагниченность равна нулю.

Вальтер Фриц Мейснер - немецкий физик, член Баварской академии наук. Учился в Берлинском технологическом и Берлинском техническом университетах. Основал в Берлине криогенную лабораторию. С 1934 года профессор Мюнхенского университета.

Основные работы посвящены физике низких температур. Открыл сверхпроводимость многих сплавов и соединений. В 1933 году, совместно с Р. Оксенфельдом наблюдал вытеснение магнитного поля из сверхпроводников (эффект Мейснера).

Роберт Оксенфельд — немецкий физик. Родился 18 мая 1901 в Германии. В 1933 году совместно с Вольтером Мейснером открыли эффект вытеснения магнитного поля из сверхпроводников, названный впоследствии Эффектом Мейснера.

Приложение 1

Приложение 2

Читать еще:


Новые материалы:

Компьютерные вирусы :: Урок информатики по теме «Как устроен компьютер». 5-й класс :: Урок чтения в 4-м классе Г.Скребицкий "Всяк по своему. Пересказ произведения по составленному плану" :: Применение здоровьесберегающих технологий у дошкольников с особыми потребностями здоровья :: Урок в 7-м классе по теме: "Физические и химические явления. Признаки химических реакций" :: Чудо-женщина 2 ( Wonder Woman 2 ), 2019 :: Дом и дача/Мебель/Мебель для спальни/Мебель/Детская/Детские кровати от 3 лет/Матрасы / Столлайн / Матрас Премиум-Артемида 900x1950 ::

Отзывы (через аккаунты в социальных сетях Вконтакте, Facebook или Google+):

Оставить отзыв с помощью аккаунта ВКонтакте:

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

Оставить отзыв с помощью аккаунта Google+:

Поддержите сайт - подпишитесь на канал в Яндекс.Дзене!

Самое популярное:
Состояние воздуха: Карта загрязнения воздуха онлайн, обновляется в режиме реального времени

Экологическая карта состояния воздуха, которым мы дышим. В режиме реального времени.

Звуко-буквенный разбор слов

Научить детей реально оперировать звуками, т.е. развивать фонетический слух.

Сценарий выпускного вечера "Школьное радио 3FM"

Научить детей реально оперировать звуками, т.е. развивать фонетический слух.

Урок: "Экскурсия — урок"

Урок по теме "Экскурсия в зимний лес". Приоритетное значение в деле воспитания любви к природе имеет непосредственное наблюдение в мире животных и растений. Лучше всего это делать во время проведения организационных экскурсий в лес, парк, к реке.

Детский оздоровительный лагерь: Муниципальное образовательное учреждение дополнительного образования детей "Детский оздоровительно-образовательный лагерь "Юность"

Урок по теме "Экскурсия в зимний лес". Приоритетное значение в деле воспитания любви к природе имеет непосредственное наблюдение в мире животных и растений. Лучше всего это делать во время проведения организационных экскурсий в лес, парк, к реке.

Девятая жизнь Луи Дракса (The 9th Life of Louis Drax, Великобритания, 2016) - спойлеры, пересказ, трактовка

Этот фильм заслуживает растаскивания на цитаты. "С возрастом я сам научился понимать, чего от меня хотят", "Мужчины всегда думают, что раз она красивая - значит, она хорошая" - и много другого. Вообще очень достоверный фильм в отношении психологических деталей. Рекомендую к просмотру.

Проблемы загрязнения окружающей среды

Работа приурочена к Году экологии в России и посвящена загрязнению окружающей среды.


Школьные занятия:
 
Контакты Научно-популярный портал "Познание - XXI век".
111672, г. Москва, ул. Новокосинская, д. 15, корп. 7.
Для связи E-mail: . poznanie21@yandex.ru
 
ADD