Lernzirkel Magnetismus

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: Eisenigel

Zwei ältere Stabmagnete in den Spänen. [bearbeiten]

Aufbau

1) Haltet zunächst einen der beiden Magnete in die Eisenspäne. An den Polen werden die Eisenspäne besonders stark angezogen.

2) Haltet jetzt beide Magnete in die Späne und haltet zwei gleiche Pole aneinander.

3) Haltet zwei verschiedene Pole aneinander.

☼ Vergleicht diesen Versuch mit den Feldlinienbildern aus dem Praktikum.

Material

• 2 Magnete
• Eine Kiste mit Eisenfeilspänen

Station 2: Feldlinienbilder mit Eisenfeilspäne

Aufbau

Eisenfeilspäne sind kleine, meistens längliche, Stücke Eisen, wie sie beim Feilen entstehen. vergrößern

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.

☼ Vergleicht diesen Versuch mit den Feldlinienbildern aus dem Praktikum.

Material

• 2 Magnete
• Eine Kiste mit Eisenfeilspänen

Station 3: Feldlinienbilder mit der Kompaßmatrix

Aufbau

Die Kompassmatrix besteht aus ca. 100 kleinen Kompassen. vergrößern

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.

☼ Vergleicht diesen Versuch mit den Feldlinienbildern aus dem Praktikum.

Material

• 2 Magnete
• Eine Kompassmatrix

Station 4: Die fliegende Büroklammer

Die schwebende Klammer. vergrößern

Aufbau

Durch welche Stoffe kann das Magnetfeld hindurch?

Richtet die Büroklammer so aus, dass sie schwebt. Haltet nun verschiedene Platten zwischen die Klammer und den Magneten.

☼ Vergleicht diesen Versuch mit dem Versuch V1 Ein Magnet und andere Stoffe aus dem Praktikum.

Material

• Büroklammer an einem Faden
• Ein Magnet, am Stativ befestigt
• Verschiedene Platten aus Eisen, Holz, Blei, Aluminium,

Station 5: Die ferngesteuerte Stricknadel

Das Aquarium mit angeklebtem Magnet und der schwimmenden Stricknadel. vergrößern

Aufbau

Die Stricknadel ist magnetisiert. Oben ist der Nordpol.

Setzt die Stricknadel an verschiedene Stellen des Aquariums und laßt sie los.

☼ Vergleicht diesen Versuch mit den Feldlinienbildern aus anderen Versuchen. Könnt ihr das Verhalten der Stricknadel erklären?

Material

• Wasserbottich mit einem Stabmagnet
• magnetisierte Stricknadel mit Styropor

Station 6: Holzmaserung

Ein Holzblock und ein alter Ast haben eine interessante Maserung. vergrößern

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 7: Die Erde als riesiger Magnet

Aufbau

Globus mit Kompass vergrößern Das Innere des Globus vergrößern

DEN GLOBUS NICHT FALLENLASSEN!

1) Stellt den Kompass auf verschiedene Stellen des Globus. Wohin zeigt der Kompass am geographischen Nordpol?

2) Legt den Kompass nun auf die Seite und untersucht wiederum an verschiedenen Stellen das Magnetfeld.

3) Wo ist der magnetische Nordpol der Erde?

Material

• Modell der Erde (Globus)
• ein Minikompass

Station 8: Magnet im Feuer

Aufbau

Aufbau des Versuchs vergrößern

VORSICHT BEIM UMGANG MIT DEM BRENNER! NACH BENUTZUNG SOFORT AUSDREHEN!

1) Magnetisiert einen Eisennagel mit dem Stabmagneten. Wie kann man einen unmagnetisierten von einem magnetisierten Nagel mit dem Kompass unterscheiden?

2) Erhitzt den magnetisierten Nagel mit dem Brenner (er muss rot glühen!), taucht ihn zusammen mit der Zange ins Wasser und untersucht ihn danach mit dem Kompass.

Vielleicht noch einen Versuch zum Abkühlen in einem Magnetfeld?

☼ Erkläre das Ergebnis mit dem Modell der Elementarmagnete.

Material

• Eisendraht bzw. -nägel
• ein Stabmagnet
• ein Kompass
• Eine Zange
• Bunsenbrenner
• ein Becher Wasser

Station 9: Einen Magneten kämmen

Aufbau

Bild 1 vergrößern

Bild 2 vergrößern

Bild 3 vergrößern

Bild 4 vergrößern

Im Praktikum habt ihr einen Nagel magnetisiert. Wie kann man mit dem Elementarmagnetmodell diesen Vorgang beschreiben?

1) Magnetisiert dazu anstatt den Nagel die Kompassmatrix, indem ihr einmal mit einem schräg gehaltenen Magneten darüberstreicht. Wie richten sich die kleinen Magnete aus?

2) Schüttelt nun die Matrix. Was passiert?

☼ Erkläre nun das Magnetisieren des Nagels und die Entmagnetisierung aus dem Praktikum mit dem Modell der Elementarmagnete.

Material

• Kompassmatrix
• ein Stabmagnet

Station 10: Ein „natürlicher“ Magnet

Aufbau

Ein Magnetit mit Materialien zum Unteruchen. vergrößern

Bevor man Magnete selbst herstellen konnte, hat man magnetisches Gestein „Magnetit“ gefunden und verwendet.

1) Findet die Pole des Magnetits. Dazu könnt ihr die Eisenspäne benutzen: Legt den Stein in die Kiste mit den Spänen und klopft leicht gegen die Kiste.

2) Baut mit dem Magnetit einen Kompass und findet den Nord- und den Südpol des Steins heraus. Dazu könnt ihr den Stein an den Faden binden.

☼ Zeichnet ein Bild des Steins mit den Feldlinien und dem Nord und Südpol.

Material

• ein magnetischer Stein
• Eisenfeilspäne
• ein Minikompass
• etwas Bindfaden

Station 11: Buchstation

Hier könnt ihr in den verschiedenen Bücher einiges zum Magnetismus erfahren. Sucht das richtige Kapitel im Inhaltsverzeichnis. Teilweise steht der Magnetismus im Kapitel zur Elektrizität.

Material

• einige Physikbücher

Einige Ergebnisse der Versuche [bearbeiten] Station 1: Eisenigel Bei den Stabmagneten sind durch die Ansammlung der Späne die Pole deutlich sichtbar. Offensichtlich sind die älteren Magnete nicht durchgehend magnetisiert. Sie haben außer an den Enden noch weitere Pole. vergrößern Bei den Stabmagneten sind durch die Ansammlung der Späne die Pole deutlich sichtbar. Offensichtlich sind die älteren Magnete nicht durchgehend magnetisiert. Sie haben außer an den Enden noch weitere Pole.

Gleiche Pole drückt das Feld auseinander. Die Druckrichtung ist senkrecht zu den Feldlinien. vergrößern Gleiche Pole drückt das Feld auseinander. Die Druckrichtung ist senkrecht zu den Feldlinien.

Verschiedene Pole zieht das Feld zusammen. Die Zugrichtung ist parallel zu den Feldlinien. vergrößern Verschiedene Pole zieht das Feld zusammen. Die Zugrichtung ist parallel zu den Feldlinien.

[bearbeiten] Station 2: Feldlinienbilder mit Eisenfeilspäne Verteilte Späne vergrößern Verteilte Späne

Ein Stabmagnet. Die Feldlinien verlaufen von einem Pol zum anderen. vergrößern Ein Stabmagnet. Die Feldlinien verlaufen von einem Pol zum anderen.

Die Pole werden voneinander abgestoßen. Die Druckrichtung ist senkrecht zu den Feldlinien. vergrößern Die Pole werden voneinander abgestoßen. Die Druckrichtung ist senkrecht zu den Feldlinien. Die Pole werden zueinander gezogen. Die Zugrichtung ist parallel zu den Feldlinien. vergrößern Die Pole werden zueinander gezogen. Die Zugrichtung ist parallel zu den Feldlinien.

Zwei Bleistifte als Abstandshalter. vergrößern Zwei Bleistifte als Abstandshalter.

[bearbeiten] Station 3: Feldlinienbilder mit der Kompaßmatrix [bearbeiten] Aufbau Die Feldlinien bekommen eine Richtung: Sie verlaufen vom Nordpol zum Südpol. vergrößern Die Feldlinien bekommen eine Richtung: Sie verlaufen vom Nordpol zum Südpol.

Der Südpol steht auf der Matrix. Die Feldlinien verlaufen zum Südpol hin. (Man sieht einige falsch magnetisierte Kompassnadeln, die in die falsche Richtung zeigen.) vergrößern Der Südpol steht auf der Matrix. Die Feldlinien verlaufen zum Südpol hin. (Man sieht einige falsch magnetisierte Kompassnadeln, die in die falsche Richtung zeigen.) Die Pole werden voneinander abgestoßen. Die Druckrichtung ist senkrecht zu den Feldlinien. vergrößern Die Pole werden voneinander abgestoßen. Die Druckrichtung ist senkrecht zu den Feldlinien.

Die Pole werden zueinander gezogen. Die Zugrichtung ist parallel zu den Feldlinien. vergrößern Die Pole werden zueinander gezogen. Die Zugrichtung ist parallel zu den Feldlinien.

[bearbeiten] Station 4: Die fliegende Büroklammer Der Luftspalt ist ca. 2 cm groß. vergrößern Der Luftspalt ist ca. 2 cm groß.

Die Hand schirmt das Magnetfeld nicht ab. vergrößern Die Hand schirmt das Magnetfeld nicht ab.

[bearbeiten] Station 5: Die ferngesteuerte Stricknadel

[bearbeiten] Station 6: Holzmaserung

[bearbeiten] Station 7: Die Erde als riesiger Magnet Der Kompass zeigt in Freiburg nicht exakt zum geographischen Nordpol, sondern zum magnetischen Südpol. Es gibt eine "Missweisung" oder "Deklination". vergrößern Der Kompass zeigt in Freiburg nicht exakt zum geographischen Nordpol, sondern zum magnetischen Südpol. Es gibt eine "Missweisung" oder "Deklination".

Die Feldlinien sind in Freiburg nicht parallel zum Boden. In der Realität haben sie einen Winkel von ca. 65° zum Boden. Das nennt man "Inklination". (Quelle) vergrößern Die Feldlinien sind in Freiburg nicht parallel zum Boden. In der Realität haben sie einen Winkel von ca. 65° zum Boden. Das nennt man "Inklination". (Quelle)

Am geographischen Nordpol zeigt der Kompass Richtung Kanada. Man sieht die Wanderung des Magnetpols von 1600 bis 2000. (Quelle) vergrößern Am geographischen Nordpol zeigt der Kompass Richtung Kanada. Man sieht die Wanderung des Magnetpols von 1600 bis 2000. (Quelle)

Am magnetischen Südpol zeigt die Nadel nach unten. Die Inklination beträgt 90°. vergrößern Am magnetischen Südpol zeigt die Nadel nach unten. Die Inklination beträgt 90°.

[bearbeiten] Station 8: Magnet im Feuer

[bearbeiten] Station 9: Einen Magneten kämmen Nach dem Drüberstreifen vergrößern Nach dem Drüberstreifen

Nach dem Schütteln vergrößern Nach dem Schütteln

[bearbeiten] Station 10: Ein „natürlicher“ Magnet Die Späne hängt vor allem an den Polen fest. vergrößern Die Späne hängt vor allem an den Polen fest.

Feldlinienbild des Steins. Der Stein ist im Bild von rechts nach links magnetisiert. (vgl. Magnetisierung) Der Nordpol links ist kleiner als der langgestreckte Südpol rechts. vergrößern Feldlinienbild des Steins. Der Stein ist im Bild von rechts nach links magnetisiert. (vgl. Magnetisierung) Der Nordpol links ist kleiner als der langgestreckte Südpol rechts.

Am Faden aufgehängt. vergrößern Am Faden aufgehängt.

[bearbeiten] Station 11: Buchstation

Hier könnt ihr in den verschiedenen Bücher einiges zum Magnetismus erfahren. Sucht das richtige Kapitel im Inhaltsverzeichnis. Teilweise steht der Magnetismus im Kapitel zur Elektrizität.

Material

   einige Physikbücher 

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