نکات ایمنی کلی

مواظب باشید آهن رباها ضربه نخورند و نیز داغ نشوند. این کار باعث کم شدن قدرت آهن ربایی آن ها می شود.

آهن رباهای کوچک و نیز قطعه های کوچکی را که با آن ها آزمایش می کنید و به ویژه براده های آهن را از دسترس کودکان دور نگه دارید. وقتی با براده های آهن کار می کنید، بااین کار از چسبیدن براده ها به آهن ربا جلوگیری می کنید. جداکردن براده ی آهن از آهن ربا کار مشکلی است.

هنگامی که با براده ی آهن کار می کنید، سعی کنید، به چشم یا دهان تان دست نزنید تا از براده صدمه نخورند.

هنگار کار با براده های آهن حتما از یک ظرف بزرگ مانند سینی پلاستیکی استفاده کنید و پس از اتمام آزمایش چند آهن ربا را داخل کیسه ی فریزر قرار داده و روی تمام سطوحی که احتمال می دهید براده ی آهن ریخته است حرکت دهید. به این ترتیب می توانید مطمئن باشید تمام براده ها را از محیط کارتان جمع کرده اید.

قطب های آهن ربا 

مواد و ابزار: چند نوع آهن ربا، مقداری براده ی آهن، کیسه فریزر

هدف: شناخت قطب های آهن ربا

روش: آهن ربا ی تیغه ای لخت را داخل کیسه فریزر قرار دهید.

سپس آن را درون براده های آهن فرو کنید. به کدام قسمت ها بیشترین براده های آهن چسبیده است؟ اکنون انواع دیگر آهن ربا را به همین شکل داخل کیسه ی فریزر بگذارید و به براده ها نزدیک کنید. می بینید که تمام انواع آهن رباها دارای دو قسمت بسیار قوی هستند. این دو قسمت را قطب های آهن ربا می نامیم. در هر آهن ربا یک قسمت خیلی ضعیف نیز وجود دارد.قسمت ضعیف را در آهن ربایتان مشخص کنید.

قدرتِ قسمت های مختلف آهن ربا

مواد و ابزار: آهن ربای تیغه ای لخت، گیره ی کاغذ (یا گلوله ی فلزی)

هدف: شناخت تفاوت نیروی آهن ربایی در قسمت های مختلف آهن ربا

روش: آهن ربا را به طور افقی در دست بگیرید. اکنون یک گیره ی فلزی را به یکی از دو قطب آهن ربا نزدیک کنید سپس گیره ی دوم را به گیره ی اول نزدیک کنید و این کار را ادامه دهید. چند گیره به دنبال هم قرار می گیرند؟ این کار را در مورد قطب دیگر و نیز قسمت های مختلف آهن ربا که بین دو قطب قرار دارد تکرار کنید. با مقایسه ی تعداد گیره های به هم چسبیده در قسمت های مختلف آهن ربا می توانید قدرت آهن ربایی قسمت های مختلف را با هم مقایسه کنید. آیا دو قطب آهن ربا با یک دیگر هم قدرتند؟ ضعیف ترین قسمت آهن ربا کدام است؟ این آزمایش را با انواع مختلفی از آهن ربا که در دسترس دارید انجام دهید. نتیجه چیست؟

آزمایشِ پیش را به جای گیره با چند گلوله ی فلزی انجام دهید. برای بهتر شدن نتیجه ی کارتان ابتدا گلوله های بزرگ تر را به قطب ها نزدیک کرده و سپس به ترتیب اندازه، گلوله های کوچک تر را به گلوله های قبل نزدیک کنید.با کمک گلوله ها چند رشته در قسمت های مختلف آهن ربا درست کنید. با مقایسه ی تعداد گلوله هایی که به هر آهن ربا می چسبد، می توانید قدرتِ قسمت های مختلف آهن ربا را با یکدیگر مقایسه کنید.

می بینیم که

قدرت قسمت های مختلف یک آهن ربا از صفر که مربوط به مرکز تقارن آهن رباست تا یک مقدار بیشینه که مربوط به قطب های آهن رباست تغییر می کند. 

به نظر شما

آیا در طبیعت می توان آهن ربایی پیدا کرد که دارای قطب هایی با قدرت متفاوت باشد؟

اگر با نزدیک کردن آخرین گلوله ها به هم یک گردن بند درست کنیم، این گردنبند الزاماً شکلی متفارن دارد یا نامتقارن؟

و کمی دقیق تر

آیا خودِ ما می توانیم آهن ربایی با قطب های با قدرت نامتقارن بسازیم؟

فکر می کنید آهن رباهای متقارن خواص جالب تر و عجیب تر دارند یا نامتقارن؟

نام گذاری دو قطب آهن ربا

روش: نخ را دور قسمت وسطی آهن با بپیچید به گونه ای که فاصله ی دو قطب آهن ربا از نخ با یکدیگر برابر باشد. سپس آهن ربا را از محلی مناسب بیاویزید و چند دقیقه صبر کنید. می بینید که آهن ربا در یک راستای خاص قرار می گیرد. اکنون یکی از دو قطب آهن ربا را با مداد شمعی مشخص کنید. آهن ربا را قدری منحرف کنید و دوباره چند دقیقه صبر کنید. می بینید که آهن ربا هم دوباره در همان راستای خاص قرار می گیرد و همواره یک سر آن به طرف شمال و سر دیگر به طرف جوب قرار می گیرد. سری که به طرف شمال قرار می گیرد را شمال یاب، و به اختصار شمال (N) و سری را که به طرف جنوب قرار می گیرد جنوب یاب، و به اختصار جنوب (S) می گویند.

مواد مغناطیسی:

مواد و ابزار: آهن ربای تیغه ای، گیره ی کاغذ، چند ظرف فلزی مختلف موجود در منزل (ظرف مسی، قاشق، قابلمه و...) خرد و ریزهای فلزی موجود در منزل (دکمه، انگشتانه، گل سر...) خرد و ریزهای غیر فلزی موجود در منزل (اسباب بازی های پلاستیکی یا چوبی ...)

هدف: شناخت مواد مغناطیسی و غیر مغناطیسی

روش: آهن ربا را به قطعه های فلزی (مسی، آهنی، آلومینیومی، فولادی و...) و اجسام غیر فلزی موجود در منزل (چوبی، پارچه ای، کاغذی، سنگی و...) نزدیک کنید. می بینید که آهن ربا بعضی از قطعه ها را جذب می کند و بر قطعه های دیگر بی اثر است. موادی را که جذب آهن ربا می شوند، مغناطیسی و باقی مواد را غیر مغناطیسی می گویند. شما نیز نمونه های خود را به دو دسته تقسیم کنید. کدام یک از فلزها جزء مواد مغناطیسی هستند؟

ساخت آهن ربا

مواد و ابزار: آهن ربای تیغه ای، میخ آهنی بلند (یا سوزن خیاطی بلند)، نوار چسب

هدف: آشنایی با روش های غیر الکتریکی ساخت آهن ربا، روش مالش

روش: میخ (یا سوزن خیاطی) را توسط نوار چسب روی سطح صافی بچسبانید. یکی از قطب های آهن ربا را از یک سر میخ روی آن بکشید تا به انتهای میخ برسید. سپس آهن ربا را بالا آورده و همان کار را چندین بار تکرار کنید. در این روش میخ از راه مالش آهن ربا می شود. دقت کنید که آهن ربا نباید به صورت رفت و برگشتی روی میخ کشیده شودو مالش تنها باید یک جهته باشد. همچنین ثابت کردن آهن ربا و حرکت دادن میخ نتیجه ی خوبی به دست نمی دهد.

اثر قدرت آهن ربا درون جامدات

مواد و ابزار: یک آهن ربا، چند قطعه ی جامد از جنس های مختلف (مس، آهن، نیکل، آلومینیوم، یونولیت، چوب و...) سوزن ته گرد

هدف: بررسی عبور قدرت آهن ربایی از درون جامدات

روش: قطعه ی مسی را در کنار قطب آهن ربا قرار دهید و سوزن را به مس نزدیک کنید. آیاآهن ربا می توان از آن طرف قطعه ی مسی سوزن را جذب کند؟ آزمایش را با قطعه های آهنی و آلومینیومی و یونولیت و چوب تکرار کنید.

خطوط میدان مغناطیسی

مواد و ابزار: چند نوع آهن ربا (حلقه ای، تیغه ای، نعلی ...)، یک تکه مقوا، مقداری براده ی آهن

هدف: مشاهده ی خطوط میدان مغناطیسی

روش: یک نعلبکی را روی زمین قرار دهید. درون آن یکی از انواع آهن ربایی را که در دسترس دارید قرار دهید. اکنون مقوا را روی نعلبکی قرار دهید (آهن ربا زیر مقوا و داخل نعلبکی پنهان است).

با کمک یک نمکدان براده های آهن را کم کم روی مقوا بریزید و گه گاه ضربه ی ملایمی به مقوا وارد کنید. کم کم نقش های مربوط به میدان مغناطیسی آهن ربا ظاهر می شوند.

و کمی دقیقتر

وقتی که نقش میدان مغناطیسی مربوط به هر آهن ربا ظاهر شد، آهسته صفحه ی مقوایی را از روی نعلبکی بلند کنید و آن را به طور عمودی بالا برده و از آهن ربا دور کنید. چه مشاهده می کنید؟ اکنون به همان آهستگی صفحه را به آهن ربا نزدیک کرده و سپس دوباره آن را دور کنید. آیا رقص براده های آهن را می بینید؟ 

کمی بیشتر بررسی کنیم

از دوست تان بخواهید بدون اینکه شما ببینید چند عدد آهن ربا را از انواع مختلف داخل نعلبکی بگذارید و مقوا را روی آن قرار دهید. اکنون شمابا ریختن آرام براده ی آهن روی مقوا نقش های جالب مربوط به خطوط میدان مغناطیسی را تشکیل دهید. آیا می توانید از روی این نقش ها حدس بزنید چند آهن ربا و از چه نوعی زیر مقوا وجود دارد؟

سپس یک آهن ربا را از جهت های مختلف زیر صفحه قرار داده و خطوط مغناطیسی آن را مشاهده کنید. اکنون چه می بینید؟