Lernzirkel Magnetfeld - Ergebnisse
Arbeitshinweise
- Bei allen Stationen ist der Versuchsaufbau bereits beschrieben.
- Ihr sollt die Beobachtung (Messung) und eine Erklärung des Versuchs ins Heft schreiben.
- Macht die Beobachtung sorgfältig und schreibt auch Kleinigkeiten auf, die euch aufgefallen sind.
- Bei den Erklärungen könnt ihr auch zusätzliche Vermutungen ergänzen.
- Bei einigen Stationen sollt ihr auch noch eine Zusatzfrage beantworten.
Station 1: Ein schwebender Magnet
- Aufbau
Man drückt die Magnete zusammen.
- Beobachtung
Die Magnete werden auseinandergedrückt. Je näher sie sich sich, desto stärker ist die Wirkung.
- Folgerung
Zwischen den Magneten befindet sich ein Magnetfeld, das die Magnete auseinanderdrückt.
Magnetfelder können Pole voneinander wegdrücken oder aufeinander zuziehen.
Station 2: Eine magnetische Kanone
- Aufbau
Auf eine Schiene werden 6 Stahlkugel direkt aneinander gelegt.
- a) Man läßt eine weitere Stahlkugel gegen die Kette rollen.
- b) Man hängt an den Anfang der Stahlkugelkette einen kugelförmigen Neodym-Magnet an. Dann läßt man wieder eine Stahlkugel gegen den Anfang der Kette rollen.
- Beobachtung
- a) Die angeschubste Kugel bleibt am Anfang der Kette liegen und die letzte Kugel rollt weg.
- b) Wie bei a), aber die Kugel rollt wesentlich schneller weg.
- Folgerung
In einem Magnetfeld ist Energie gespeichert. Zieht man Nord- und Südpol auseinander, so steckt man die Energie hinein. Diese Energie wird wieder frei, wenn das Feld die Pole zusammenzieht.
Station 3: Der ferngesteuerte Magnet
- Aufbau
An einen mit Wasser gefüllten Bottich wird an der Seite ein Stabmagnet geklebt.
Mehrere kleine Neodym-Magneten sind zu einer Kette zusammengesetzt worden, wodurch ein langer Stabmagnet entsteht. Die Kette wird an einem Korken befestigt, so dass sie schwimmen kann. Der Nordpol befindet sich an der Oberseite des Korkens.
Dann setzt man die Magnetkette an verschiedene Stellen des Aquariums und läßt sie los.
- Beobachtung
Der schwimmende Magnet bewegt sich in einer runden Bahn vom Nordpol zum Südpol. Je nachdem wo man startet, nimmt der Korken einen langen oder einen kurzen Weg.
- Erklärung/Folgerung
- Setzt man mehrere kleine Magnete zusammen, dann heben sich an den Kontaktstellen die Nord- und Südpole gegenseitig auf. Es entsteht ein großer Magnet mit Polen an den Enden.
- Der Nordpol der Magnetkette ist näher an den Polen des Stabmagneten als der Südpol der Kette. Deswegen überwiegt die Kraftwirkung auf den Nordpol der Kette.
Mit dem Probe-Nordpol der Magnetkette kann man das Magnetfeld des Stabmagneten untersuchen.
Das Magnetfeld drückt/zieht den Probe-Nordpol vom Nordpol zum Südpol des Stabmagneten. An jeder Stelle des Feldes gibt es eine in eine ganz bestimmte Kraftrichtung.
Die Kraftrichtung auf einen Probe-Nordpol kann man mit Feldlinien veranschaulichen. Der Probenorpol wird immer in Richtung der Feldlinien gezogen/gedrückt.
Station 4: Feldlinienbilder mit Eisenfeilspäne
- Aufbau
- ACHTUNG! DIE MAGNETE NIE IN DIE EISENFEILSPÄNE LEGEN!
Sie lassen sich nur schwer wieder saubermachen.
1) Legt einen Magneten auf den Tisch, verteilt die Eisenspäne durch Schütteln der Kiste möglichst gleichmäßig. Stellt die Kiste auf den Magneten und klopft leicht gegen die Kiste.
2) Legt zwei Magnete nebeneinander, aber so weit weg von einander, dass sie sich noch nicht bewegen. Stellt wieder die Kiste mit den Eisenspänen obendrauf.
a) Zwei Nordpole genüber.
b) Einen Nord- und einen Südpol gegenüber.
- Material
- 2 Magnete
- Eine Kiste mit Eisenfeilspänen
Station 5: Feldlinienbilder mit der Kompaßmatrix
- Aufbau
1) Legt zuerst einen Magneten auf die Matrix.
2) Dann zwei Magnete,
- a) die sich abstoßen
- b) oder sich anziehen.
3) Stellt einen Magneten aufrecht auf die Matrix.
- Material
- 2 Magnete
- Eine Kompassmatrix
Station 7: Holzmaserung
- Aufbau
Holz und Magnetfelder ähneln einander. Schaut euch dazu die Holzstücke und die Feldlinienbilder an.
- Beschreibt die Ähnlichkeiten.
- Material
- ein alter Ast
- ein Holzquader
Station 8: Die Erde als riesiger Magnet
- Aufbau
- DEN GLOBUS NICHT FALLENLASSEN!
1) Stellt den Kompass auf verschiedene Stellen des Globus. Die Kompassnadel soll parallel zur Erdoberfläche sein.
- Freiburg, Äquator, Australien, geographischer Nordpol und geografischer Südpol.
2) Legt den Kompass nun auf die Seite, so dass die Achse des Kompasses parallel zu den Breitenkreisen und dem Äquator ist. Untersucht wiederum an verschiedenen Stellen das Magnetfeld.
3) Wo ist der magnetische Nordpol der Erde?
- Material
- Modell der Erde (Globus)
- ein Minikompass
