بررسی اثر میدان های مغناطیسی

تعرفه تبلیغات در سایت
عنوان عکس
عنوان عکس
عنوان عکس
عنوان عکس
عنوان عکس

آرشیو مطالب

جستجوگر

امکانات وب

برچسب ها

<a href='http://tebyan.niloblog.com/p/393/'>بررسی</a> اثر میدان های مغناطیسی

یازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: بررسی اثر میدان های مغناطیسی در یک سیستم شتابدار مغناطیسی 
نام ارائه دهنده/دهندگان: زهرا ابراهیم بیک، پروین امرایی، ریحانه تکبیری
 زمینه و نوع پروژه: فیزیک
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: پژوهشسرای خوارزمی

چکیده

هدف دانش آموزان از پژوهش حاضر بررسی اثر میدان های قوی و ضعیف مغناطیسی در یک سیستم شتابدار مغناطیسی و ساخت دست سازه های مرتبط بود.

میدان مغناطیسی

این میدان ها یا به عبارت دقیق تر، آثار این میدان ها از زمان های بسیار قدیم، یعنی از همان وقتی که آثار ناشی از مغناطیس های طبیعی سنگ آهنربا برای اولین بار مشاهده شد، شناخته شده اند. خواص شمال و جنوب یابی این ماده تاثیر مهمی بر دریانوردی و اکتشاف گذاشت.

با وجود این، جز در این مورد، مغناطیس پدیده ای بود که کم مورد استفاده قرار می گرفت و کمتر نیز شناخته شده بود. در اوایل قرن نوزدهم میلادی، اورستد دریافت که جریان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می کند. این کار، هم زمان با کارهای بعدی گاوس، هنری، فارادی و دیگران، اهمیت میدان مغناطیسی را به عنوان شریک میدان الکتریکی آشکار کرد.

کارهای نظری ماکسول و دیگران نشان دادند که این شراکت واقعی اســت و میدان های الکتریکی و مغناطیسی به طــرز جدایی ناپذیر در هـم آمـیخته اند جسم مغناطنده دارای جریان های اتمی درون ماده است.

 پس در حالت کلی، هر دو نوع چشمه مغناطیسی وجود دارند: جریان های متعارف یا جریان های انتقالی، که در آزمایشگاه قابل اندازه گیری اند، و جریان های اتمی درون ماده.

درک این نکته جالب است که یک قطعه از ماده تحت شرایط خاصی می تواند هم به این علت که مغناطیده است و هم به این علت که دارای جریانی انتقالی از حامل های بار است میدان مغناطیسی تولید کند.
 
تلاش مردان عمل به توسعه ماشین های الکتریکی منجر شد. این وسایل که پدیده ی مغناطیسی در آن ها دخیل است نقشی بس مهم در زندگی روز مره ایفا می کنند. در این پروژه دانش آموزان در پی آن بودند که از قوانین مربوط به بستگی مغناطیسی و همچنین قانون دوم نیوتن به شکل کاربردی استفاده نمایند.

بررسی اثر میدان های مغناطیسی

آزمایش های جذاب فیزیک در زمینه آثار مغناطیسی مواد و همچنین حرکت مکانیکی اجسام و برقراری پایستگی انرژی در راستای انرژی پاک، دانش آموزان را بر آن داشت تا در این زمینه به تحقیق بپردازند.

 نمونه آزمایش مشابهی به نام تفنگ گاوس وجود دارد که دانش آموزان با تغییراتی در آن توانستند حرکت را تحت کنترل خود در آورده و حتی در فرایندی جدید، شتاب ترمزی را نیز در این سیستم مشاهده کنند.
اهمیت مفاهیم فیزیکی شتاب، سرعت و حرکت در زندگی روزمره بشر، دانش آموزان را بر آن داشت تا بر روی مساله حرکت تحت تاثیر میدان های مغناطیسی به بررسی بپردازند. برای این منظور، با استفاده از وسایل موجود در آزمایشگاه فیزیک، به صورت دست سازه، یک ریل مغناطیسی ساخته و شتاب حرکت را برای آهنرباهای مختلف اندازه گیری نمودند. دانش آموزان با فیلم برداری از حرکت گوی های فلزی و استفاده از نرم افزار AVS Video Editor توانستیم مقادیر (x,t) را برای هر گوی به دست آورده و در نهایت نمودارهای حرکت در دو بعد را رسم کنند.

با رسم نمودارها مشخص شد که منحنی های به دست آمده با معادلات حرکت در دو بعد مطابقت دارد. با تحلیل نمودار های حرکت برای گوی ها مشاهده شد که در یک سیستم حرکت شتاب دار می توان از میدان های قوی و همچنین ضعیف مغناطیسی استفاده کرد.

همچنین پژوهشگران به دنبال بررسی اثر میدان های مغناطیسی قوی و ضعیف بر روی شتاب حرکت یک گوی فلزی بودند. گوی فلزی ماده فرومغناطیسی است و تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار گرفت و این میدان ها می توانند شتاب تند شونده یا کند شونده ای به گوی فلزی بدهند دانش آموزان برای این کار ابتدا ریل آلومینیومی به طول 2 متر را روی میز صاف آزمایشگاه قرار دادند.

در مرحله اول آزمایش را بر روی شتاب مغناطیسی آهنربای معمولی انجام دادند. آهنربا را روی ریل قرار داده و تعداد 2 عدد گوی فلزی در کنار آن قرار دادند. هنگام شروع حرکت، فیلم برداری را نیز آغاز نموده و روی خط کش درجه گذاری شده x ها و t ها را برای رسم نمودار به دست آوردند. به همین روش، بار دیگر این کار را برای آهنربای نئودیومی انجام داده و از حرکت فیلم گرفتند.

یک گوی فلزی را در ابتدای ریل قرار داده و به سوی آهنربای قوی، به آرامی رها کردند. گوی فلزی تحت تاثیر میدان مغناطیسی شتاب می گیرد و انتقال انرژی سبب حرکت شتاب دار می شود. در مرحله بعد با استفاده از نرم افزار ای وی اس نقاط ایکس و تی را مشخص کردند. در پایان نتایج پژوهش را مکتوب کردند.

مهارت های کسب شده
1. چگونگی تفکر طراحی
2. چگونی پژوهش و استخراج مطالب
3. آشنایی با استاندارهای طراحی و نحوه ارائه ایده در گام های اولیه و نهایی
4. آشنایی با روش های ایده یابی
5. آشنایی با نگارش مقاله
6. آشنایی با میدان های مغناطیسی

بخش پروژه های دانش آموزی سایت تبیان
تهیه: مهدی رحمانی، تنظیم:نیلوفر یاقوتی

ميدان مغناطيسي حاصل از سيملوله حامل جريان

سيم لوله از چند دور سيم تشكيل شده و شبيه فنر است. اگر جريان الكتريكي از سيم لوله عبور كند در اطراف سيم لوله خاصيت مغناطيسي ايجاد مي شود. ...

ميدان مغناطيسي٢

جهت ميدان در هر نقطه در راستاي قطب شمال عقربه قطب نماي كوچك واقع در آن محل است....

میدان مغناطیسی ناشی از جریان الکتریکی

در سال 1820 هانس کریستین اورستد هنگام انجام ازمایش مشاهده کرد که عقربه های قطب نمای موجود در کنار سیم حامل جریان منحرف می شود ...

نویسنده : فرومی بازدید : 27 تاريخ : دوشنبه 15 شهريور 1395 ساعت: 3:41
برچسب‌ها :

خبرنامه

عضویت

نام کاربري :
رمز عبور :