Прості досліди з фізики в домашніх умовах 

А. Ейнштейн сказав: «Істина — це те, що витримує перевірку дослідом».

  Досліди з фізики допоможуть ввійти до чудесного світу знань. Для учнів 5 -11 класів вони будуть нескладними. Зрозумівши основні фізичні принципи і закони, учні відчувають себе більш впевнено. 

   Щоб вивчення законів фізики в домашніх умовах було безпечним, необхідно дотримуватися запобіжних заходів:

1.  Абсолютно всі експерименти необхідно проводити за участю дорослих. 

2.  Необхідно бути особливо уважними, якщо використовуються гострі, колючо-ріжучі предмети, відкритий вогонь. При цих дослідах присутність дорослих обов'язкова.

3.  Використання отруйних речовин заборонено. 

    Дослід: «Магнітні властивості різних металів, сплавів»

Для експерименту знадобляться:

•              магніт тороїдальний (від гучномовця);

•              під № 1 на фото 1 мідні предмети; 

•              під № 2 на фото 1 алюмінієві предмети;

•              під № 3 на фото 1 предмети з цинку;

•              під № 4 на фото 1 свинець  ;

•              під № 5 на фото 1 олово; 

•              під № 6 на фото 1 виріб з дюралюмінію;

•              під № 7 на фото 1 пластини з латуні;

•              під № 8 на фото 1 вироби з нержавіючої сталі марки AISI 201, AISI 202;

•              під № 9 на фото 1 золото;

•              під № 10 на фото 1 срібло; 

•              під № 11 на фото 2 вироби з заліза з вмістом вуглицю; 

•              під № 12 на фото 2 вироби з магнітом’ягкого металу, фериту;

•              під № 13 на фото 2 вироби з нержавіючої сталі марки AISI 430, AISI 420;

   Набір необхідних матеріалів показано на фото 1, фото 2 і тороїдальний магніт від гучномовця.

  Дослід досить простий, всі метали (сплави), що показані на фото 1 не притягується до магніту. В дійсності їх значно більше – проте тільки ці вдалось підібрати. Крім показаних на фото 1 не притягується до магніту вольфрам, платина, вісмут, бронза, берилій мідь.     Берилій мідь є найміцнішим з кольорових сплавів, міцність якого наближається до міцності легованої сталі (200 kpsi). Він часто використовується в пружинах, які повинні бути немагнітними, нести електрику або існувати в корозійному середовищі.    Цікаво також, що деякі метали мають значення магнітної проникності µ менше одиниці: срібло (0,999981), золото (0,999961) ₍, мідь (0,9999897), вісмут (0,999824);  а інші метали мають значення магнітної проникності більше одиниці: алюміній (1,000023), вольфрам (1,000175), платина (1,000253). Ці метали незначно реагують на магніт, проте по різному. Срібло, золото, мідь, вісмут мають  µ менше одиниці і називаються діамагнетиками, а алюміній, вольфрам, мають  µ більше одиниці і називаються парамагнетиками.          Діамагнетики відштовхуються від магніту, а парамагнетики – притягуються до магніту.     Нержавіюча сталь марки AISI 201 і 202, що відноситься до аустенитно-феритного типу не притягується до магніту.Вона містить залізо, магнітний метал, але коли в процесі виготовлення додається нікель, фізична структура змінюється, створюючи немагнітну форму з нержавіючої сталі, яка називається аустенітною нержавіючої сталі. Вважається, що така нержавіюча сталь більш якісна, порівняно з нержавіючою сталю, яка притягується марки AISI 430, AISI 420 – це  мартенситні нержавіючі сталі.

Для виготовлення посуду, ножів частіше використовують мартенситні нержавіючі сталі в зв’язку з тим, що вони мають підвищену міцність.

              Фото 1

   Проведемо також досліди з металами, які притягується до магніту. У них µ значно більше одиниці і називаються вони феромагнетики. Насамперед, це залізо яке має у своєму складі вуглець. Нікель і кобальт також мають феромагнітні властивості.  Вироби з такого заліза показано на фото 2 за № 11.  Якщо намагнітити один з цих виробів, то він також стає магнітом, що показано на фото 6. 

 На фото 2 за № 12 показано вироби з магнітом’ягкого матеріалу і феритове напівкільце.

На фото показано стрижень від реле РПН і якір до нього, а також деталь від гучномовця. Трансформаторне залізо також є магнітом’ягке залізо. В трансформаторного заліза з пермалою µ може мати значення 100000.

   Особливість магнітом’якого заліза в тому, що воно також притягується до магніту, проте після від’єднання від магніту не залишає намагніченості.

На фото 2 за № 13 показано вироби з нержавіючої сталі марки AISI 430, AISI 420, які також притягуються до магніту.

  Магніт легко може утримувати всі 21 вироби під №11, показані на фото 2, що і показано на фото 3.   Магніт легко може утримувати всі 5 виробів з магнітом’ягкого заліза під №12, показані на фото 2, що і показано на фото 4.   Магніт легко може утримувати всі 5 виробів з нержавіючої сталі під №13, показані на фото 2, що і показано на фото 5. На фото 6 показано, що пінцет після намагнічування сам має властивості магніту.

                   Фото 2 

                 Фото 3                                                    Фото 4

                            Фото 5                                                Фото 6

   Цікаво, що нержавіюча сталь яка притягується до магніту залишається намагніченою.    Легко зробити дослід і перевірити, що магнітом’ягке залізо не має залишкової намагніченості – для досліду слід взяти ферит, або розмагнічену швейну голку.

Література: 

 1. Бабин Дмитро Святославович, Інтернет, Магнітні властивості різних металів, сплавів https://radioelectronics-ur5ydn.jimdofree.com/прості-досліди-з-фізики-в-домашніхhttps://radioelectronics-ur5ydn.jimdofree.com/прості-досліди-з-фізики-в-домашніх-умовах/дослід-магнітні-властивості-різних-металів-сплавів/умовах/дослід-магнітні-властивості-різних-металів-сплавів/   

   Автор: Бабин Дмитро Святославович