Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Постійні магніти. Магнітне поле Землі

Скачати 107.91 Kb.

Постійні магніти. Магнітне поле Землі




Скачати 107.91 Kb.
Дата конвертації09.04.2017
Розмір107.91 Kb.
ТипУрок







Тема уроку: Постійні магніти. Магнітне поле Землі.
Магнітне поле Землі, геомагнітне поле (англ. geomagnetic field, Earth’s magnetism, terrestrial magnetic field, нім. Magnetfeld der Erde, geomagnetisches Feld n) - силове поле, виникнення якого зумовлене джерелами, що знаходяться в земній кулі та навколоземному просторі (магнітосфері та іоносфері).


Взаємодія магнітів.
Мета уроку:

Дидактична: Продовжувати формувати в учнів уявлення

про магнітні явища; познайомити учнів з

властивостями постійних магнітів;

Магніт (або Магнет) - тіло, що має власне магнітне поле, магнітний диполь. Можливо, слово походить від дав.-гр. Μαγνῆτις λίθος (Magnētis líthos), «камінь з Магнесії» - від назви регіону Магнісія та давнього міста Магнесія в Малій Азії, де в давнину були відкриті поклади магнетиту.

сформувати наукове уявлення про магнітне

поле; пояснити походження та властивості

магнітного поля Землі.



Розвивальна: Розвивати в учнів довільну увагу, мислення

(уміння аналізувати, порівнювати,

проводити аналогії, робити висновки),

пізнавальний інтерес (на основі фізичного

експерименту).

Виховна: Формувати науковий світогляд, збуджувати

інтерес до вивчення фізики.



Тип уроку: Урок вивчення нового навчального матеріалу.
Обладнання: Комплект штабових та підковоподібних

магнітів, залізні ошурки, кругові магніти, набір

голок, нитки, маленькі цвяхи, скріпки,

викрутка, шурупи, магнітні стрілки на

підставках, компас, глобус, синій та червоний

прапорці.

Науко́ва карти́на сві́ту (одне з основоположних понять в природознавстві) - особлива форма систематизації знань, якісне узагальнення і світоглядний синтез різних наукових теорій. Будучи цілісною системою уявлень про загальні властивості і закономірності об'єктивного світу, наукова картина світу існує як складна структура, що включає в себе як складові частини загальнонаукову картину світу і картини світу окремих наук (фізична картина світу, біологічна картина світу, геологічна картина світу). Картини світу окремих наук, у свою чергу, включають в себе відповідні численні концепції - певні способи розуміння і трактування будь-яких предметів, явищ і процесів об'єктивного світу, що існують у кожній окремій науці.
Фе́рум - Хімічний елемент з атомним номером 26 та атомною масою 55,847, що позначається в хімічних формулах символом Fe (від лат. ferrum - «залізо»).

Форма проведення: комбінований.
Недостатньо тільки отримати знання.

Треба знайти їм застосування.

Недостатньо тільки бажати, треба діяти.

І. Ґете

Хід уроку.
І. Організаційний момент.

Привітання вчителя та учнів, налаштування на продуктивну працю


ІІ. Мотивація навчальної та пізнавальної діяльності.

Друзі, ви вже третій рік вивчаєте фізику, кожного уроку, дізнаєтесь все більше про явища природи, намагаючись дати відповіді на питання, що турбувало людство сторіччями. Ми вже познайомилися з вами з механічними, тепловими, світловими й електричними явищами. Сьогодні познайомимось з вами з явищами магнітними.

З поняттям магніт ми знайомі з нашого повсякденного життя, як з предметом, що притягує до себе металеві тіла. Сьогодні ми з’ясуємо з чим це пов’язано.
ІІІ. Повідомлення теми та мети уроку.
Стратегія «Асоціативний кущ».
Пропоную учням висловити всі асоціації, пов’язані з поняттям магніт. Поступово складається послідовність, взаємозв’язок. На всі асоціації, пов’язані з магнітом, на всі поставлені запитання ми дамо відповідь здійснивши подорож до країни Магнетизм.

магніт


ІV. Вивчення нового матеріалу.
Під час уроку учні вирішують проблеми та заповнюють опорний конспект

Додаток А


Повідомлення учнів про історію магнітів.
Учень. Початок знайомства людей з магнітом сягає в сиву давнину. Наші предки були дуже спостережливими людьми і помітили, що час від часу на поверхні землі трапляються камінці, які притягують один одного.
Географі́чна оболо́нка (англ. geography envelope; нім. geografischer Mantel, m) - верхня комплексна оболонка Землі, що утворилася внаслідок взаємопроникнення і складної взаємодії окремих геосфер - літосфери, гідросфери, атмосфери і біосфери.
Це було чудо. А всяке чудо привертає увагу. Чому мертвий камінь здатний продовжувати рух? Чому магніт притягує?

Над цим ламали голову ще стародавні єгиптяни. Вони називали магнітні камені кістками бога Ра і вважали їх священними.

Не менш стародавні китайці вже в VI ст. до нашої ери знали про притягання заліза й залізної руди кусками «чу-ші» — магніту.

Письменник і вчений пізньої античності Пліній так висловився про роль заліза: «Рудокопи заліза видобувають для людини найкраще й найзлісніше знаряддя. Цим знаряддям прорізаємо ми землю, висаджуючи кущі, оброблюємо плодоносні сади й, обрізуючи дикі виноградні лози, примушуємо їх щоразу омолоджуватися. Цим знаряддям зводимо ми будівлі, руйнуємо камінь і використовуємо залізо на всі подібні потреби. Але тим же самим залізом вчиняємо війни, битви, грабунки й користуємося як зброєю не тільки обличчям до обличчя з ворогом, але й як летючим снарядом, що я вважаю злочинною підступністю людської винахідливості, бо для того, щоб смерть настигла людину, ми зробили її крилатою й надали залізу крила. Хай вина за це буде приписана людині, а не природі».
Пізніше вони звернули увагу на здатність «чу-ші» орієнтуватися в просторі і помилково приписували це впливові зірок. Китайці ж придумали прилад для ворожіння — залізну пластинку з нанесеними на неї знаками зодіаку, і «ложку», виготовлену з природного магніту.
Старода́вній Єги́пет - одна з найдавніших держав на Землі і колиска цивілізацій Середземномор'я. Країна-стрічка займала територію в нижній течії річки Ніл в північно-східній Африці
Знаки зодіаку - це певні рівні відрізки, на які за певною системою поділено річний шлях Сонця небосхилом.
Уміло керуючи «магнітною ложкою», китайські маги передбачали майбутнє. Учені цієї країни встановлювали на колісницях особливий «покажчик півдня» («чі-нан») — китайський компас, який являв собою фігурку людини, рука якої за допомогою постійного магніту завжди показувала на південь.

Недалеко від міста Сіань у провінції Шеньсі (Східний Китай) знаходиться гробниця імператора Цінь Ші-хуанді, який заснував у III ст.

Шеньсі́ (від рос. Шэньси), або Шанші (кит. 陕西, піньїнь: Shǎnxī; МФА: [ʂàn.ɕí]; Shaanshi, Shaansy) - провінція у центрі Китаю. Провінційний центр і найбільше місто - Сіань. Населення 37,05 млн (17-е місце серед провінцій; дані за 2004 р.).
до нашої ери могутню імперію Цінь. За стародавньою легендою, ніхто не міг відкрити ворота гробниці: варто було мечем доторкнутися до них, і вже жодному богатиреві не під силу було відірвати його від залізної поверхні.

А нещодавно вчені виявили документ, написаний у 1406 р. У ньому є рядки, присвячені палацу імператора Цінь Шіхуанді: «Воїн у залізній броні не міг пройти через ворота палацу, які притягували чи відштовхували його з такою силою, яку ніхто не міг подолати». Зіставляючи два джерела — стародавню легенду і документ, залишається припустити, що двері гробниці, як і ворота палацу, були виготовлені з металу з магнітними властивостями.

Китайські вчені обстежили зразки піщаних порід з берегів річки Вейхе, притоки великої Хуанхе, на якій стоїть Сіань. Виявилося, що вони містять досить концентровані магнетити та інші магнітні оксиди. Більше того, якість цих руд настільки висока, що вони не поступаються тим синтетичним оксидам, які використовуються в сучасній промисловості.

Чи виявляться ці поклади магнітних пісків придатними для економічного використання, покаже майбутнє, але той факт, що вони застосовувалися в далекому минулому, сумнівів уже не викликає.

Причини притягання магнітом заліза й залізної руди цікавили і брахманів Стародавньої Індії.

Найдавніша письмова згадка про якісне осталене залізо збереглася на глиняній табличці 1400 р. до н.е., створеній у Північній Месопотамії. Всього на 15 років молодший лист хетського царя Хаттушиля до єгипетського фараона Тутанхамона з обіцянкою виготовити «добре залізо» й вислати його до Єгипту.
За допомогою магніту стародавні індуси витягували залізні наконечники стріл з тіл поранених.



Учень. Загадкові властивості магніту вселяли стародавнім людям жах, і про нього було складено багато легенд і міфів. Давньогрецький географ Птоломей писав, наприклад, що недалеко від теперішнього острова Борнео є гори, які мають гігантську силу притягання, тому обшивка кораблів повинна кріпитися дерев'яними цвяхами, оскільки залізні будуть вирвані з дерева і станеться катастрофа. Легенда про магнітну гору повторюється в «Тисячі й одній ночі». їй вірили аж до початку XVII ст., коли згаданий нами вже англійський учений Уїльям Гільберт заклав основи сучасного вчення про магнетизм.
Учень. Перше наукове вивчення властивостей магніту здійснив у XIII ст. вчений П'єр Перегрін. У 1269 р. він написав книжку «Листи про магніт», в якій зібрав багато відомостей про магніт, нагромаджених людством до нього і відкритих ним особисто. Зокрема, П'єр Перегрій уперше говорив про два полюси магніту, про притягання різнойменних полюсів і відштовхування однойменних, про виготовлення штучних магнітів натиранням заліза природним магнітом, про проникнення магнітних сил через скло й воду, про компас. Проте в цілому в епоху середньовіччя уявлення про магнетизм були досить плутані і наївні.
Середньові́ччя - період європейської історії від 5 століття (падіння Римської імперії і Велике переселення народів) до епохи Відродження та Реформації, кінець 15 століття - початок 16 століття. За усталеною періодизацією раннє середньовіччя швидше відбулося у Західній Європі, аніж у Східній (близько 9-11 ст.).

Чим міг зацікавити магніт мудреців середньовіччя? Насамперед незвичайністю своїх властивостей, взаємодією з залізом.


Учень. Ось зведення відомостей про магніти, нагромаджених до початку Відродження, які вважалися незаперечними.

  1. Вживання магнітного порошку всередину «в невеликих дозах» продовжує молодість.

  2. Удень магніт притягує сильніше, ніж уночі.

  3. Магніт відкриває будь-які замки й запори.

  4. Магніт є чудовим проносним засобом.

  5. Якщо потерти магніт часником або покласти поряд з ним діаманти, то його сила зникне.

  6. Варто загорнути магніт у червону тканину, як сила його зросте. Те саме станеться, якщо «викупати» його в крові козла.

  7. Магніт, що зберігається в розсолі з риби прилипали, може діставати золото з найглибших колодязів.

  8. Існують магніти, які притягують срібло, діаманти, яшму, скло; є магніти м'ясні і магніти для дерева.


Розповідь вчителя.
У 1600 р. вийшла в світ праця У. Гільберта «Про магніт, магнітні тіла і великий магніт — Землю», яка була підсумком багаторічних експериментальних досліджень автора. У ній англійський учений сформулював ряд важливих властивостей магніту.

  1. Різні частини магніту по-різному притягують залізні речі; найсильніше притягують полюси магніту.

  2. Магніт завжди має два полюси: північний і південний; не можна дістати магніт з одним полюсом.

  3. Різнойменні полюси притягуються, а однойменні — відштовхуються.

  4. Підвішений на нитці магніт розміщується певним чином у просторі, вказуючи на північ і південь.

  5. Земля є велетенським магнітом.

Гільберт здійснив багато важливих спостережень, відкрив багато нових магнітних явищ і властивостей магніту.
Магнети́зм - форма взаємодії «рухомих» електричних зарядів, яка здійснюється на відстані за допомогою магнітного поля. Поряд з електрикою, магнетизм - один із проявів електромагнітної взаємодії.
Але він майже нічого не зміг правильно пояснити. Усі його тлумачення мали схоластичний і наївний характер. Особливо плутано він розкривав природу магнетизму. Ці пояснення, по суті, зводилися до твердження про існування в магніту душі. І такий погляд на природу магнетизму тривалий час задовольняв людство. З початку XVII і до початку XIX ст. істотних нових даних про магнітні явища не було.
Фізичний експеримент.


  1. Голки і магніт (існування сили відмінної від сили тяжіння).
    Гравіта́ція або тяжіння - властивість тіл із масою притягуватись одне до одного. Гравітаційна взаємодія найслабша із фундаментальних взаємодій, однак її характерною особливістю є те, що тіла, які мають масу, завжди притягаються одне до одного.


  2. Притягування магнітами металевих предметів (цвяхи, скріпки,шурупи)

  3. Магніти за формою.

  4. Як намагнітити викрутку

  5. Магнітні голки (дві)

  6. Полюси магнітів (ошурки)

  7. Взаємодія магнітів (полюсів)

  8. Магнітна стрілка (вплив на неї магнітом)


Розповідь про компас
Є винаходи, роль яких в розвитку цивілізації надзвичайно велика. Особливе місце серед них посідає магнітний компас, без якого були б неможливі великі географічні відкриття.
Ко́мпас - прилад для орієнтування на земній поверхні і в гірничих виробках відносно напряму магнітного або географічного меридіана.
Епоха Великих географічних відкриттів - період в історії людства, що розпочався у XV столітті і тривав до XVII століття, в ході якого європейці відкривали нові землі і морські маршрути до Африки, Америки, Азії та Океанії в пошуках нових торгових партнерів та джерел товарів, які користувалися великим попитом у Європі.
Проста річ компас, і все-таки поведінка стрілки створює враження чуда.

Винайдення компаса приписували фінікійцям, скіфам, китайцям, італійцям, французам, норманам. Ще Геродот згадував про якусь чарівну стрілку таємничого жерця Абаріда, якому вона допомогла повернутися з країни скіфів в Елладу.

Можливо, одним з перших «компасів» був прилад для ворожіння в Стародавньому Китаї.

Китай - одна з найстаріших цивілізацій у світі, безперервна історична традиція якої налічує майже 5000 років.
Він складався з бронзової пластини із зображенням знаків зодіаку. На полірованій пластині містилася ложка з магнетиту, яка могла вільно повертатися й орієнтуватися в магнітному полі Землі
Першим у кінці XVI ст. висловив припущення, що магнітом є сама Земля У. Гільберт. Для перевірки цього припущення він побудував великий глобус з природної магнітної руди (магнетиту), який назвав маленькою Землею, і помістив магнітні полюси в місця географічних полюсів. Потім підніс до цього глобуса компас і знайшов, що у всіх точках глобуса, за винятком полюсів, стрілка показує напрям з півночі на південь (мал.).

Для дальшого порівняння магнітного поля свого глобуса й Землі Гільберт виготовив стрілку інклінатора — стрілку компаса, закріплену так, що вона могла вільно повертатися у вертикальній площині навколо горизонтальної осі. Поблизу магнітних полюсів глобуса ця стрілка встановлювалася вертикально. На половині ж відстані між магнітними полюсами — на магнітному екваторі — стрілка встановлювалась горизонтально, паралельно поверхні Землі. В інших місцях стрілка утворювала з горизонтальною площиною кут, який називають кутом схилення або просто схиленням. На магнітному екваторі глобуса Гільберта схилення дорівнювало нулю, на полюсах — 90°, а між екватором і кожним з полюсів воно поступово змінювалося від нуля до 90°.

Порівнявши поведінку магнітної стрілки поблизу свого глобуса і в тих місцях земної поверхні, де йому пощастило побувати, Гільберт прийшов до висновку, що Земля є величезним магнітом.
Практичне завдання визначення сторін горизонту
Учень . Хвилюючою є історія відкриття магнітних полюсів Землі. «Коли б пощастило досягти самого магнітного полюса, то там можна було б відчути щось дивовижне й чудове»,— писав один з авторів середньовіччя. Коли в ужиток моряків увійшов компас, то таємничу силу, яка спрямовує його стрілку на північ, почали приписувати міфічній магнітній горі. Полюс здавався людям величезною магнітною скелею, яка несла загибель мореходам. Написи на старих картах північних морів попереджали: «Судовий компас тут вже ненадійний, і кораблі ... не можуть повернути назад».

Поступово мореходи проникали все далі на північ, але міфічну скелю ніхто так і не бачив. Досвідчені навігатори здогадувалися: якщо стрілка в цих широтах повертається на багато румбів убік, то й магнітний полюс Землі зміщений відносно географічного. Першим вказав на це фламандський картограф Герард Меркатор.

Для підкорення невловимих магнітних полюсів Землі потрібні були неймовірні зусилля і мужність великих полярних дослідників. Північний магнітний полюс відкрив англійський полярний дослідник Джеймс Кларк Росе у 1831 р.

Джеймс Кларк (англ. Jim Clark, 15 липня 1950) - британський веслувальник, олімпійський медаліст.
Ге́рард Мерка́тор (Герард ван Кремер; лат. Gerhardus Mercator; 5 березня 1512, Рупельмонд, Східна Фландрія - 2 грудня 1594, Дуйсбург) - математик, філософ, теолог, географ та картограф; вніс надзвичайно вагомий вклад у розвиток картографії.
Північний магнітний полюс - умовна точка на земній поверхні, в якій магнітне поле Землі спрямовано прямовисно (під кутом 90 ° до поверхні). Слід зазначити, що з фізичного погляду цей полюс є «південним», оскільки притягує північний полюс стрілки компаса.
ціною чотирьох найважчих зимівок. На березі півострова Бутія в Канадській Арктиці стрілка компаса схилення встановилась точно по вертикалі. У 1841 р. морем, яке згодом назвали його ім'ям, Росе впритул підійшов і до Південного магнітного полюса, який лежав десь в глибині Антарктиди.
Півострів Бутія (англ. Boothia Peninsula), раніше півострів Бутія Фелікс (англ. Boothia Felix) - великий півострів в канадській арктиці, що з 1999 року входить до складу території Нунавут (до того часу входив до складу округу Франклін).
Південний магнітний полюс - умовна точка на земній поверхні, в якій магнітне поле Землі направлено строго вертикально вгору (під кутом 90° до поверхні). З фізичної точки зору цей полюс є «північним», оскільки притягує південний полюс стрілки компаса.
Однак остаточно його було підкорено лише в 1909 р. Це зробила експедиція, в якій брав участь полярний дослідник австралієць М о у с о н.

В 1948 р. радянська повітряна експедиція шукає в Арктиці другий магнітний полюс. Справа в тому, що тут спостерігалася сильна магнітна аномалія. У результаті було відкрито величезний підводний хребет, який незабаром дістав ім'я Ломоносова. Саме цей хребет спричинював магнітну аномалію. Так було остаточно поховано теорію двох магнітних полюсів у північній півкулі, біля витоків якої був ще Меркатор.

Півні́чна півку́ля - частина Землі, розташована на північ від екватору. У Північній півкулі розташовуються Північна Америка, Євразія та частини Південної Америки, Африки та Океанії.
До речі, відомий астроном Галлей стверджував, що на Землі всього чотири магнітних полюси — по два в кожній півкулі, а інші вчені вважали, що другий магнітний полюс північної півкулі міститься десь у Сибіру. Відомо, що в деяких місцях сильних магнітних аномалій стрілка встановлюється, мов на головних полюсах,— вертикально. Але на відміну від останніх, це, так би мовити, полюси місцевого значення. Один з них — «північний полюс Курської губернії» — відкритий у 1898 р. поблизу селища Кочетовки.

У міру віддалення від поверхні Землі вплив полів магнітних аномалій швидко зменшується і геомагнітний полюс наближається до магнітного. Зауважимо, нарешті, що Північний і Південний магнітні полюси — поняття географічні. З фізичного погляду в північній півкулі міститься південний полюс «магніту» Землі, а в південному — північний.

Магнітне поле Землі — об'єкт дослідження вчених багатьох країн. За його «поведінкою» стежать на сотнях великих магнітних обсерваторій, в експедиціях, геофізичних партіях, розміщених по всій земній кулі. На спеціальних літаках і суднах вивчають магнітне поле в атмосфері та океанах. Запуск штучних супутників Землі, проникнення людини в космічний простір відкрили нові, небачені раніше можливості для вивчення магнітного поля Землі.

Півде́нний по́люс (географічний або земний Південний полюс) - одна з двох точок перетину уявної осі обертання Землі та земної поверхні, де сходяться всі географічні меридіани. Розташовується в Південній півкулі, найпівденніша точка планети, розташована на протилежному від Північного полюса боці планети.
Ко́смос (від грец. κόσμος - «порядок») - одне з ключових понять давньогрецької історії та культури. Вживалося на позначення встановленого Богом (богами, Божеством) Всесвітнього Ладу, Порядку - на противагу Хаосу - Всесвітньому Безладу.
Шту́чний супу́тник - об'єкт, поміщений на орбіту Землі чи іншого небесного тіла зусиллям людини. Інколи називається просто супутник, однак в такому випадку слід відрізняти від природних супутників, таких як Місяць.
Магнітні знімки з штучних супутників дають можливість вивчити характер і варіації магнітного поля планети, виявити великі аномалії. Однак, незважаючи на численні дослідження, більш-менш задовільно пояснити природу і походження земного магнетизму ще й досі не вдалося.


Виконання практичного завдання
Знаходження та встановлення прапорців на місцезнаходженні магнітних полюсів Землі на глобусі.
V. Закріплення вивченого матеріалу.


  1. Заповнення карток самоконтролю.

2. Розгадування кросворда.




5



VІідсумок уроку.
Вправа «Cкажи слово».

Учитель. Які ваші враження від подорожі?

(учні передають одне одному уявний «мікрофон» і виголошують свої враження.)

Хочу вам побажати завжди з бажанням вчитися, з бажанням трудитися і ніколи не сумувати.
Домашнє завдання.

Опрацювати § 24,25, запитання після параграфа. (Ф.Я.Божинова, М.М.Кірюхін, О.О.Кірюхіна, Фізика. 9 клас), вправа № 21,22.





Скачати 107.91 Kb.

  • Тема уроку: Пост ійні магніти. Магнітне поле Землі
  • Взаємодія магнітів. Мета уроку
  • Недостатньо тільки отримати знання. Треба знайти їм застосування. Недостатньо тільки бажати, треба діяти. І. Ґете
  • Хід уроку. І. Організаційний момент.
  • ІІІ. Повідомлення теми та мети уроку.
  • І V . Вивчення нового матеріалу. Під час уроку учні вирішують проблеми та заповнюють опорний конспект Додаток А Повідомлення учнів про історію магнітів.
  • Учень
  • Фізичний експеримент. Голки і магніт (існування сили відмінної від сили тяжіння
  • Розповідь про компас Є винаходи, роль яких в розвитку цивілізації надзвичайно велика. Особливе місце серед них посідає магнітний компас
  • Практичне завдання визначення сторін горизонту Учень
  • Герард Меркатор
  • Південного магнітного полюса
  • Виконання практичного завдання Знаходження та встановлення прапорців на місцезнаходженні магнітних полюсів Землі на глобусі. V. Закріплення вивченого матеріалу.
  • V І .П ідсумок уроку. Вправа « C кажи слово». Учитель