Магнитные спектры
Скачать 105.5 Kb.
|
| ГОУ ДО центр «ПОИСК» Козлов С.А. Киселёв В.В. Магнетизм Лабораторная работа №10.9 МАГНИТНЫЕ СПЕКТРЫ Инструкция к выполнению измерений и исследований. Бланк отчета Заполняется простым карандашом. Максимально аккуратно и разборчиво. Работу выполнил: ………………………………………….. «……»…………………20…… г. Оценка: ……… % Работу проверил: …………………………………………. «……»…………………20…… г. Ставрополь – 2011 Цель работы Углубить теоретические представления о магнитных материалах, магнитах, магнитном поле и освоить простейшие навыки планирования и проведения экспериментальных наблюдений, исследований обоснования выводов и представления результатов. Оборудование: магнитная стрелка (компас), электромагнит с источником тока, керамические магниты разной формы, мелкие железные опилки, немагнитный штатив, образцы из разных материалов.
Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В:
 Рис. 1
 (1)Единицей магнитной индукции является тесла:  .Наглядную картину магнитного поля можно получить, если построить так называемые линии магнитной индукции, т.е. линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции B в данной точке поля (рис. 2). Густота линий магнитной индукции в данной области поля пропорциональна величине индукции в данном месте. Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты сами на себя. Магнитное поле является вихревым полем. Картину линий магнитной индукции можно сделать «видимой», воспользовавшись мелкими железными опилками. В магнитном поле каждый из кусочков железа намагничивается и ведет себя как маленькая стрелка. Некоторые из картин магнитного поля приведены на рисунках 2 и 3. Будем в дальнейшем называть их магнитными спектрами.  Рис. 2 Рис. 3
Неподвижные электрические заряды создают в окружающем пространстве электрическое поле. Движущиеся заряды создают магнитное поле. Любой проводник с током является источником магнитного поля (рис.4). Магнитное поле можно усилить, если использовать катушку с током – соленоид, внутрь которого для усиления поля обычно вставляют железный сердечник. Положение магнитных полюсов электромагнита зависит от направления тока в нем и может быть определено с помощью правила «буравчика» или правила правой руки (рис. 5). Кроме того источникам магнитного поля являются так называемые постоянные магниты различной формы: полосовые, подковообразные, кольцевые и т. п. Постоянные магниты ранее изготовляли из специального сплава железа, а затем намагничивали с помощью электромагнитов. Большое распространение в настоящее время получили так называемые керамические магниты на основе окиси железа Fe2O3 с различными присадками. В последнее время технология их изготовления достигла больших успехов – керамические магниты стали очень «сильными».  Постоянные магниты широко применяются в быту и технике. На базе таких магнитов сконструированы малогабаритные электродвигатели, установленные, например, в приводах компьютеров: жесткий диск, CD-ROM.
Все вещества и материалы в той или иной мере обладают магнитными свойствами, т. е. являются магнетиками. Однако магнетизм большинства веществ можно обнаружить только в сильных магнитных полях, т. е. они являются «слабомагнитными» веществами1. «Сильномагнитными» материалами являются ферромагнетики. Это чистые элементы – железо, кобальт, никель, а также различные их соединения. Ферриты можно отнести к сильномагнитным материалам. Но они отличаются от железа тем, что не проводят электрический ток. 2. Экспериментальная часть Задание 1. Электромагнит. Определение магнитных полюсов.
Отчет ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Задание 2. Определение магнитных полюсов. Правило взаимодействия магнитов.
Отчет Красный конец магнита - ………………………………………… Синий конец магнита - ………………………………………… Правило взаимодействия магнитов: …………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. Задание 3. Сильно- и слабомагнитные вещества
Отчет
Задание 4. Получение магнитных спектров Технология получения магнитных спектров может быть такой. Исследуемый магнит или магниты помещают в вырезы специальной пластины. На листе бумаги рассыпают железные опилки по возможности равномерно «размазывая» их. Затем лист осторожно переносят на пластину с магнитом. Образуется картинка магнитно-силовых линий. Для улучшения ее качества можно немного постучать по пластине пальцем. Полученную картинку следует срисовать в отчет и подписать. При этом, конечно необходимо обозначить контур магнита и его полюса. Ориентируйтесь на рисунки, приведенные в работе (рис. 3). Получите и зарисуйте спектры магнитных полей: 1) полосового магнита, 2) двух полосовых магнитов, расположенных навстречу друг другу разноименными полюсами, 3) двух полосовых магнитов, расположенных навстречу друг другу одноименными полюсами, 4) подковообразного магнита, 5) цилиндрического магнита, 6) кольцевого многополюсного магнита. Отчет Задание 5. Влияние вещества на магнитное поле Если в магнитное поле, созданное, например, при помощи постоянного магнита, внести и закрепить постороннее тело, то магнитное поле может остаться неизменным, но может и измениться. Проведите наблюдения с телом из пластмассы и феррита – пластмассовое и ферритовое кольцо. Для этого укрепите нужное кольцо в вырезе рядом с полосовым магнитом и получите с помощью железных опилок магнитные спектры. Выполните рисунки и сделайте выводы. Отчет Задание 6. Намагничивание и размагничивание железа Две стальные скрепки выпрямляют. Вначале убеждаются в том, что они не намагничены или почти не намагничены. Для этого скрепки подвешивают рядом на штативе. Затем одну из скрепок намагничивают при помощи сильного магнита, для чего 2-3 раза проводят одним из полюсов магнита вдоль неё, касаясь поверхности. После этого с помощью второй скрепки проверяют, намагнитилась ли эта скрепка? Удерживая намагниченную скрепку пинцетом или плоскогубцами, сильно нагревают в пламени газовой зажигалки или горилки. Снова проверяют намагниченность скрепки. Отчет ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Задание 7. Точка Кюри (еще одно наблюдение за размагничиванием). При нагревании постоянного, например, железного, магнита тепловое движение «расшатывает» существующий магнитный порядок, что приводит к уменьшению намагниченности магнита. При некоторой критической температуре намагниченность исчезает полностью – сильномагнитное вещество становится слабомагнитным. Эта очень важная критическая температура называется точкой Кюри TC или θ. Для железа это температура равна 1043К. Но есть вещества, у которых точка Кюри значительно ниже. В наборе имеется специально приготовленная двуокись хрома (CrO2), точка Кюри для которой ТС ≈100°С. Порошок двуокиси хрома в виде таблетки запрессован в оболочку из алюминиевой фольги. Пронаблюдайте явление полного размагничивания образца CrO2 при нагревании. Для этого
Контрольные вопросы
Дополнительные и творческие задания Задание 1. Изготовление магнитного компаса. Из имеющегося набора соберите компас. Результат продемонстрируйте преподавателю. Оборудование. Керамические магниты, деревянный или алюминиевый штатив, стержень длиной 5-8 см, нить длиной до 1 м, Задание 2. Изготовление термомагнитного маятника. Из имеющегося набора соберите маятник, в основе действия которого лежат гравитация, магнитное притяжение и точка Кюри. Результат продемонстрируйте преподавателю. Оборудование. Скрепка канцелярская, тонкая медная проволока, нить, штатив, спиртовка, постоянный магнит Задание 3. Измерение силы магнитного притяжения. Предложите способы измерения силы притяжения стального тела к постоянному магниту. Задание 4. Имеется следующее оборудование: источник тока (гальванический элемент), две скрепки, моток медного провода, сильный магнит, скотч. Сконструируйте электродвигатель. Задание 5. Придумайте собственный интересный опыт с магнитами, изложите гипотезу, продумайте методику, опишите результаты. 1 Диа- и парамагнетики. 2 Во избежание перегрева обмотки электромагнита, не держите его долго включенным. 3 Точнее следует говорить о втягивании образца в область сильного магнитного поля или выталкивании образца из области сильного магнитного поля. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Реферат по курсу: ''эдсс'' на тему: ''Магнитные материалы для микроэлектроники'' Необходимы магнитные материалы, прозрачные в оптическом и ик-диапазоне, обладающие большой коэрцитивной силой, намагниченностью насыщения,... |  | 7. Спин электрона. Спектры щелочных металлов. Тонкая структура спектральных линий АФ. Тема Спин электрона. Спектры щелочных металлов. Тонкая структура спектральных линий |
| Урок по теме: «Спектры. Спектральный анализ» Здравствуйте! Наш сегодняшний урок мне хотелось бы начать с небольшого стихотворения | | Примерная программа наименование дисциплины органическая химия рекомендуется... ... |
| «Магнитные бури и их влияние» Но в развитии и реализации творческих способностей ребенка этот опыт имеет важное значение | | Программ акурса лекций Физико-химические основы фотобиологических... Связь между спектроскопическими (спектры поглощения и люминесценции) и фотохимическими свойствами молекул |
| Реферат Отчет 65 с., 10 ч., 20 Ключевые слова: ацидокомплексообразование, донорное число, гидрофобные взаимодействия, водно-органические кристаллосольваты, галогениды... | | Программа учебной дисциплины «магнитные, электрические и специальные методы обогащения» Квалификация (степень) выпускника: специалист, специальное звание "горный инженер" |
| Реферат Предмет: Физика. Тема: Спектры, спектральный анализ и виды излучения Если сказать по-простому «спектр» это многоцветная полоса, получающаяся при прохождении светового луча через стеклянную призму или... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В физике изучают: механические, электрические, тепловые, магнитные, звуковые и световые явления |
| Тонкоструктурные спектры и электронно-колебательные взаимодействия... Работа выполнена в Проблемной научно-исследовательской лаборатории спектроскопии сложных органических соединений и на кафедре общей... | | «Введение в магнитные измерения» Задачи и методы научного познания. Человек как основной инструмент познания окружающего мира. Роль теории и эксперимента |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Взаимодействие проводников с током. Магнитные силы. Магнитное поле. Основные свойства магнитного поля | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Взаимодействие проводников с током. Магнитные силы. Магнитное поле. Основные свойства магнитного поля |
| Магнитные нанокомпозиты и полупроводниковые структуры вблизи перехода... Современная литература: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Помощь] Оставить комментарий | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Взаимодействие проводников с током. Магнитные силы. Магнитное поле. Основные свойства магнитного поля |
