Deneysel Aktiviteler, Fizik Projeleri

Mıknatıslar ve Manyetik Alan Gösterimi

miknatis ve elektromiknatis

Bir an için buzdolabının kapısında resim tutan küçük bir mıknatısı ve blender gibi elektronik bir cihazı düşünün. Mıknatıslar ve elektriğin, birbirinden çok farklı gibi görünseler de aslında pek çok ortak noktası vardır ve hatta bazen birlikte çalışırlar!

Bir mıknatısın ataç gibi diğer manyetik nesneleri nasıl kendine doğru çekebildiğini hiç fark ettiniz mi? Buzdolabından çıkardığınızda bir mıknatısın geri çekildiğini hissedebiliyor musunuz? Demir tozları, güçlü bir mıknatıs ve plastik bir torba kullanarak, manyetik alan adı verilen bu çekme kuvvetini görünür hale getirebilirsiniz.

Nasıl Yapılır?

Bir yetişkinden, plastik torbanın içine sığması için bir kağıt kesmenize yardım etmesini isteyin.

  1. Kağıdın bir tarafını katlamadan bükün ve torbaya kaydırın, ardından kağıdı düz olacak şekilde açın.
  2. Torbayı bir masanın üzerine düz bir şekilde koyun ve kağıdın üstündeki torbaya dikkatlice bir çay kaşığı demir tozu dökün, ardından havayı torbadan dışarı doğru bastırın ve üstünü kapatın. Torbayı düz tutun, böylece tozlar mümkün olduğunca kağıdın üzerinde kalır. Tozları eşit bir şekilde yaymak için yavaşça bir yandan diğer yana hareket ettirin.
  3. Masanın üzerine bir çubuk mıknatıs koyun ve üzerine demir tozu torbasını tutun. Torbanın içindeki dosyalara ne olduğunu gözlemleyin.
  4. Şimdi iki çubuk mıknatısı, eşleşen uçları birbirine bakacak şekilde masaya koyun.
  5. Torbayı iki mıknatısın üzerinde tutun ve bu sefer talaşların nasıl davrandığını izleyin.
  6. Şimdi mıknatıslardan birini iki zıt ucu birbirine bakacak şekilde çevirin. Birbirlerine yapışmalarına izin vermeden mümkün olduğunca birbirine yaklaştırın.
  7. Torbayı tekrar mıknatısların üzerinde tutun ve dolgularda oluşturdukları desene dikkat edin.
  8. Mıknatısları çantanın üzerinde hareket ettirerek daha fazla deney yapın. Çantaya bir mıknatıs dokunduğunuzda demir talaşlarını nasıl sürükleyebildiğinize dikkat edin? Mıknatısları birbirine yaklaştırdığınızda birbirlerine nasıl tepki verdiğini görebiliyor musunuz?

Bu deneyi diğer mıknatıs şekilleriyle de deneyin! U mıknatıslar ve neodyum halka mıknatıslar ilginç desenler oluşturur. Buzdolabınızdaki bazı mıknatısları kullanmayı deneyin ve ne olduğunu görün.

Neler Oldu?

Bir mıknatısın etrafındaki diğer nesneleri çeken görünmez alana manyetik alan denir. Manyetik nesneler (ataç gibi) bu alana yerleştirilirlerse mıknatısa doğru çekilirler. Demir tozları çok küçük olduğundan ve her biri mıknatıslara oldukça çekici geldiğinden (diğer bir deyişle, bunlar manyetiktir), mıknatısın manyetik alanı modelinde hızla pozisyona “atlarlar”. Manyetik alanın dışında kalan hiçbir şey mıknatıstan etkilenmez. Kağıt ve plastik torba gibi manyetik olmayan hiçbir şey de etkilenmez. Mıknatısın uçlarında tozların nasıl daha fazla kümelendiğini fark ettiniz mi? Mıknatısın kutuplarında (bir çubuk mıknatısın uçları) bir manyetik alan en güçlüdür. Bir çubuk mıknatısın her kutbu farklı bir yüke sahiptir. Bunu farklı renkler ve uçtaki işaretlerden görebilirsiniz: güney için “S” ve kuzey için “N”. Mıknatıslarda zıt yükler birbirine çekilirken aynı yükler birbirini iter. Bunu iki çubuk mıknatısın uçlarını bir arada tutarak test edebilirsiniz. Kuzey kutupları (“N” ile işaretlenmiş) birbirine doğru tuttuğunuzda, mıknatısların birbirinden uzaklaştığını hissedebilmelisiniz. Bir mıknatısı, güney kutbu (“S” ile işaretlenmiş) diğer mıknatısın kuzey kutbuna doğru olacak şekilde çevirin ve mıknatısların nasıl birbirine doğru çekildiğini görün.

Dünyanın da bir manyetik alanı olduğunu biliyor muydunuz? Aslında, Dünya’ nın manyetik alanı oldukça büyüktür. Bilim adamları buna, yukarıdaki projede mıknatısın alan çizgilerini görmek için kullandığınız element olan erimiş (çok sıcak, erimiş) demirden yapılmış Dünya’ nın çekirdeğinden kaynaklandığını düşünüyor. Dünyanın manyetik alanı önemlidir çünkü güneşin neden olduğu rüzgarı ve uzaydan gelen zararlı radyasyonun Dünya’ da bize ulaşmasını engeller.

Eğlenceli Bilgiler

  • Bir nötron yıldızı (bir yıldızın çökmesinden sonra geriye kalan), Evrendeki herhangi bir nesnenin en güçlü manyetik alanına sahiptir!
  • 1800′ lerde, Michael Faraday ve James Clerk Maxwell adlı iki önemli bilim adamı, elektromanyetizma çalışmalarında büyük keşifler yaptılar.
  • Bir ataşı düzleştirerek ve bir çubuk mıknatısı yalnızca bir yönde (ileri geri değil) ovalayarak geçici bir mıknatıs yapın. Diğer ataçları almak için kullanmayı deneyin.

Fen Dersi Bilgileri

Mıknatıs Nedir?

Mıknatıs, demirden yapılmış nesneleri itebilen veya çekebilen, genellikle bir kaya veya metal parçası olan katı bir nesnedir. Ne tür nesnelerin manyetik olduğunu öğrenmek için evinizin etrafında bir mıknatıs avına çıkın. Etrafınıza bakın ve bir mıknatıs tarafından çekileceğini düşündüğünüz nesnelerin bir listesini ve çekilmeyeceğini düşündüğünüz diğer nesnelerin bir listesini yapın. Yazdığınız her nesneyi U veya çubuk mıknatıs gibi bir mıknatısa yakın tutarak test edin. (Not: Mıknatısları asla bilgisayarların, kasetlerin, disklerin veya diğer elektronik cihazların üzerinde veya yakınında kullanmayın çünkü içlerindeki mıknatıslara zarar verebilir!) Listelerinizde mıknatısa yapışan öğeleri işaretleyin. Sonuçlarınızı (mantıklı olan ve olmayan maddeler) tahminlerinizle karşılaştırın.

Deneyinizin sonuçlarından bazı tahminlerinizin yanlış olduğunu kanıtlayan bir şey öğrendiniz mi? Elde ettiğiniz sonuçlardan mıknatıslar hakkında bir sonuca varabilir misiniz? Mıknatısınızın çektiği nesneler nelerden yapılmıştır? Çoğu manyetik nesne metal içerir, ancak tüm metal nesneler mıknatısları çekmez! Neden? Demir, nikel ve kobalt gibi metaller manyetiktir. Çelik de demir içerdiğinden manyetiktir. Alüminyum, gümüş ve pirinç gibi metaller manyetik değildir. Plastik, kumaş ve diğer malzemeler manyetik değildir. Tahminlerinizden bazıları nerede doğru?

Mıknatısların manyetik çekimin en güçlü olduğu iki ucu vardır, kuzey kutbu ve güney kutbu. Kutuplar bu şekilde adlandırılır, çünkü bir mıknatıs suda yüzüyorsa, mıknatısın kuzey kutbu dünyanın kuzeyini ve güney kutbu dünyanın güneyini gösterecek şekilde otomatik olarak hizalanacaktır! Pusula, kuzey kutbunu her zaman kuzey yönüne hizalayacak manyetik bir iğne kullandığından, hangi yöne gittiğinizi etkili bir şekilde söylemeye çalışır.

Elektromıknatıs Nedir?

Mıknatıslarla oynaması eğlencelidir ve buzdolabınıza resim yapıştırmak için harika çalışırlar, ancak mıknatıslar olmadan çalışan bir karıştırıcınız, fanınız veya elektrikli süpürgeniz olmayacağını biliyor muydunuz? Birçok yaygın ev eşyası elektromıknatıs içerir. Bir elektromıknatıs yalnızca içinden elektrik geçtiğinde manyetiktir. Elektromıknatıslar normal kalıcı mıknatıslardan farklıdır ve her zaman manyetik olmadıkları için geçici mıknatıslar olarak adlandırılırlar.

Buzdolapları, çamaşır makineleri, lambalar, telefonlar, TV’ ler, müzik setleri ve diğer birçok elektronik cihaz gibi elektronik cihazlar, belirli bir şekilde çalışmalarına yardımcı olmak için elektromıknatıs kullanır. Örneğin, bir karıştırıcının içinde elektromıknatısı çevreleyen kalıcı bir mıknatısla birlikte bir elektromıknatıs vardır. Blenderi elektrik prizine takıp çalıştırdığınızda, elektrik kablodan, blender tabanının içinden ve elektromıknatısa akar. Elektromıknatıs elektrikle temas ettiğinde manyetik hale gelir, bu da onu çevreleyen kalıcı mıknatısla reaksiyona girmesini sağlar. Elektromıknatıs dönüyor ve blenderin bıçaklarını onunla birlikte döndürüyor!

Lütfen Dikkat!

Demir tozları çok küçük metal parçalar olduğu için cilt, göz, ağız ve burunla temastan uzak tutulması önemlidir. Solunması veya yutulması halinde tehlikelidirler. Lütfen demir tozlarıyla deney yaparken çocukları yakından denetleyin. Deneyden sonra torbanın ve içindeki tozların atılmasını öneriyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

Fizik Malzemeleri için Alışveriş Yapın!

Okul Dünyası, çok çeşitli Fizik ürünleri ve kitleri sunar. Öğrenciler ve kurumlar için fizik ve mühendislik araçlarını, ekipmanlarını, STEM kitlerini ve daha fazlasını bulun.