Lernzirkel Eigenschaften von Magneten - Tipps: Unterschied zwischen den Versionen

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(Station 2: Die Pole eines Permanentmagneten (Kompass))
 
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===Eine Nagelkette===
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*Die Nägel bekommen in der Nähe von magnetischen Polen auch Magnetpole. Wo sind welche Pole an den magnetisierten Nägeln?
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==Ergebnisse==
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==Eine Nagelkette==
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;Folgerung
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1) Durch den Magnet werden die Nägel selbst zu einem Magnet, sie bekommen einen Nord- und einen Südpol. Das nennt man magnetische Influenz.
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2) Ohne den Magneten sind die Eisennägel nur noch wenig magnetisiert, die starke Magnetisierung ist nicht dauerhaft.
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=A) Eigenschaften von Magneten=
 
=A) Eigenschaften von Magneten=
  
 
==Station 1: Ein Magnet und andere Stoffe==
 
==Station 1: Ein Magnet und andere Stoffe==
*Von den Metallen sind nur Eisen, Nickel und Kobalt magnetisierbar.
 
 
[[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_Stoffe_untersuchen.jpg|thumb]]
 
;Aufbau
 
Haltet den Permanentmagneten an verschiedene Gegenstände im Zimmer und an die kleinen Würfel. Bei welchen Stoffen zeigt sich eine Wechselwirkung, bei welchen nicht?
 
*Schreibt eure Beobachtung in einer Tabelle auf.
 
 
{|class="wikitable" style="text-align: center"
 
!style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 
magnetisierbare Stoffe   
 
!valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 
nicht magnetisierbare Stoffe
 
|-
 
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 
|style="border-style: solid; border-width: 4px "| Bleistift (Holz, Graphit)
 
|}
 
 
;Material
 
*ein Stabmagnet
 
*Probewürfel aus verschiedenen Materialien
 
*Gegenstände aus dem Zimmer
 
<br style="clear: both" />
 
  
 
==Station 2: Die Pole eines Permanentmagneten (Kompass)==
 
==Station 2: Die Pole eines Permanentmagneten (Kompass)==
[[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_Pole.jpg|thumb]]
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* Einen drehbar aufgehängten Magnet nennt man auch Kompass.
;Aufbau
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1) Hängt einen Permanentmagneten mit einer Schnur drehbar auf und markiert den nach Norden zeigende Ende mit einem Stift. Dann macht ihr das gleiche mit dem anderen Magneten.
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2) Taucht die Permanentmagnete in das Eisenpulver.
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3) Nähert die verschiedenen Pole der Magnete einander.
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''Entfernt dann das Eisenpulver wieder von den Magneten und füllt es zurück in das Glas.''
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;Material
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*zwei Stabmagnete
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*Eisenpulver
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*eine Schnur
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<br style="clear: both" />
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==Station 3: Magneten herstellen und zerstören (magnetische Influenz)==
 
==Station 3: Magneten herstellen und zerstören (magnetische Influenz)==
[[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_Influenz.jpg|thumb]]
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* Die Nägel bekommen in der Nähe von magnetischen Polen auch Magnetpole. Wo sind welche Pole an den magnetisierten Nägeln?
;Aufbau
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* Ein dauerhaft magnetisierter Nagel kann bei einem Kompass auch eine abstoßende Wirkung zeigen.
1) Hängt einen Eisennagel an den Nordpol eines Magneten und an diesen wiederum den nächsten Nagel und so weiter. Versucht eine möglichst lange Nagelkette zu bilden.
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* Ein nicht magnetisierter Nagel zeigt immer nur anziehende Wirkung.
 
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Probiert eine Nagelkette ohne Magneten zu bilden.<br>
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2) Streicht mit einem Pol eines Permanentmagneten mehrmals in nur einer Richtung über einen Eisennagel. Danach hält man zuerst das eine, dann das andere Ende des Nagels an den Kompass.<br>
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Streicht mit dem gleichen Pol, aber in der anderen Richtung über den Nagel und haltet wieder die Enden an den Kompass.<br>
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Dann schmeißt man den magnetisierten Nagel mehrmals kräftig auf den Boden und untersucht ihn wiederum mit dem Kompass.
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;Material
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*ein Stabmagnet
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*einige Eisennägel
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*ein Minikompass
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<br style="clear: both" />
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==Station 4: Das Innere eines Magneten (Modell der Elementarmagnete)==
 
==Station 4: Das Innere eines Magneten (Modell der Elementarmagnete)==
[[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_zerbrochener_Magnet_Elementarmagnete.jpg|thumb]]
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* Jedes der Magnet-Bruchstücke hat wieder einen Nord- und einen Südpol.
 
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* Auch an den Bruchstellen des magnetisierten Eisendrahts entstehen immer zwei neue Pole.
1) Untersucht den zerbrochenen Magneten mit dem Minikompass auf Magnetpole. Wenn der Magnet in mehrere Teile zerbrochen ist, untersucht auch die kleinen Bruchstücke.
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2) Streicht mit einem Pol des Magneten mehrmals in der gleichen Richtung über den Eisendraht. Legt danach den Magneten etwas weiter weg, damit er den Versuch nicht stört.<br>
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Untersucht dann den Eisendraht mit dem Kompass auf Pole und markiert den Nordpol mit einem Stift.<br>
+
Zerbrecht den Eisendraht in zwei gleiche Teile und markiert wieder die Nordpole.<br>
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Zerbrecht nun die beiden Hälften in Viertel, diese in Achtel, und so weiter. Markiert jedesmal den Norpol.
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;Material
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*ein zerbrochener Stabmagnet
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*ein Minikompass
+
*ein Eisendraht mit Sollbruchstellen
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<br style="clear: both" />
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==Station 5: Aufgaben==
 
==Station 5: Aufgaben==
Teilt man einen Magneten in immer kleinere Stücke, entstehen wieder Magnete mit Nord- und Südpol. Wiederholt man diese Zerteilung immer und immer wieder, so gelangt man zu den einzelnen Atomen, den Elementarmagneten. Ein Eisenatom ist zum Beispiel ein winziger Magnet.
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'''1)'''
{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
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* Kupfer ist nicht magnetisierbar.
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* ein unmagnetisches Stück Eisen ist zwar nicht magnetisch, kann aber magnetisiert werden.
Bei magnetisierbaren Stoffen, wie Eisen, Nickel und Kobalt sind die Atome kleine Elementarmagnete. Bei nichtmagnetisierbaren Stoffen sind die Atome keine Magnete.
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* Ein magnetisiertes Stück Eisen hat einen Nord- und einen Südpol.
 
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Bei magnetisierten Stoffen sind die Elementarmagnete in eine gemeinsame Richtung ausgerichtet.
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|}
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'''1)''' In den Bildern sind die Elementarmagnete von
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:a) einem unmagnetisierten Stück Eisen
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:b) einem Stück Kupfer
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:c) einem magnetisierten Stück Eisen
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gezeichnet. Ordne die Bilder zu und begründe.
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<gallery widths=200px  perrow=3>
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Bild:Festmagnet vollständig magnetisiert.png|
+
Bild:Unmagnetisierbarer_Gegenstand.png|
+
Bild:Festmagnet Weiss-Bezirke unmagnetisch.png|
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</gallery>
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Reines Eisen (Fe) ohne Beimischungen nennt man ''Weicheisen''. Aus Weicheisen wird durch Beimischung von Kohlenstoff und anderen Zusätzen ''Stahl'' hergestellt.<br>
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Dadurch verändert sich die Drehbarkeit der Elementarmagnete! In Weicheisen sind sie leicht veränderbar, je mehr Zusätze das Eisen enthält, desto stabiler ist die Ausrichtung der Elementarmagnete.
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'''2)''' In Station 3 habt ihr eine "Nagelkette" an einen Magneten gehängt. Ohne den Magneten bleiben die unteren Nägel nicht an dem oberen hängen.
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*Zeichnet ein Bild mit einer Nagelkette mit nur zwei Nägeln. Zeichnet in den Magneten sowie in die Nägel die Ausrichtung der Elementarmagnete und die Pole ein.
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*Erklärt warum die Nägel mit Magnet aneinander haften und ohne Magnet nicht.
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'''3)''' Bei Station 3 habt ihr einen Eisennagel magnetisiert und durch Erschütterungen wieder entmagnetisiert.<br>
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*Erkläre dieses Ergebnis mit dem Modell der Elementarmagnete. (Zeichnung und Text)
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'''4)''' Wie werden wohl Permanentmagnete hergestellt, die man kaufen kann? Überlegt euch mindestens eine Möglichkeit.
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Bei einem magnetisierten Gegenstand hebt sich die Wirkung der Nord- und Südpole in der Mitte gegenseitig auf. Nur die Pole am Anfang und am Ende wirken nach Außen.<br>
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Man beschreibt daher den Magnetisierungszustand auch mit Magnetisierungslinien:
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{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
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[[Datei:Festmagnet mit Ladungen.png|200px]]
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Magnetisierungslinien beschreiben die Ausrichtung der Elementarmagnete innerhalb eines Gegenstandes. Sie verlaufen vom Südpol zum Nordpol.
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|}
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'''5)''' Bei diesen Permanentmagneten ist die Ausrichtung der Elementarmagnete durch Magnetisierungslinien gekennzeichnet.
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*Kennzeichne die Südpole grün und die Nordpole rot.
+
  
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'''2)'''
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* Der am Magnet hängende Nagel wird magnetisiert, er bekommt einen Nord- und einen Südpol.
 +
* Der nächste Nagel wird wiederum vom Nagel obendrüber magnetisiert.
  
'''6)''' Bei diesen Permanentmagneten sind die Pole gekennzeichnet.
+
'''3)'''  
*Zeichne den möglichen Verlauf der Magnetisierungslinien ein.
+
* Durch das Entlangstreichen richten sich die Elementarmagnete im Nagel in eine Richtung aus.
<gallery widths=200px  perrow=3>
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Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Hufeisenmagnet.png
+
Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Rundmagnet_NSNS.png
+
Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Rundmagnet_NNSS.png
+
</gallery>
+
  
'''7)''' An einen Permanentmagneten hängen ein oder zwei Weicheisenstücke.
+
'''4)'''  
*Baut euch selbst die Situation nach und sucht mit einem Kompass die Pole.
+
* Bei einem Permanentmagnet müssen die Elementarmagnete alle in eine Richtung zeigen und sie müssen schwer drehbar sein.
*Zeichnet dann die Magnetisierungslinien im Weicheisen ein.
+
  
;Material
+
'''5)'''
*ein Stabmagnet
+
* Magnetisierungslinien beginnen am Südpol und enden am Nordpol.
*zwei Stücke Weicheisen
+
*ein Minikompass
+
  
<gallery widths=200px  perrow=3>
+
'''6)'''
Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Stabmagnet_mit_Weicheisen.png
+
* Die Magnetisierungslinien zeigen die Ausrichtung der Elementarmagnete an. An jeder Stelle des Magneten kann es nur eine Ausrichtung geben, deshalb gilt:
Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Stabmagnet_mit_zwei_Weicheisen.png
+
:Magnetisierungslinien kreuzen sich nie!
</gallery>
+
  
<br style="clear: both" />
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'''7)'''
 +
* Dort, wo das Weicheisen einen Nordpol berührt, bekommt es einen Südpol und umgekehrt.

Aktuelle Version vom 20. September 2015, 21:26 Uhr


A) Eigenschaften von Magneten

Station 1: Ein Magnet und andere Stoffe

Station 2: Die Pole eines Permanentmagneten (Kompass)

  • Einen drehbar aufgehängten Magnet nennt man auch Kompass.

Station 3: Magneten herstellen und zerstören (magnetische Influenz)

  • Die Nägel bekommen in der Nähe von magnetischen Polen auch Magnetpole. Wo sind welche Pole an den magnetisierten Nägeln?
  • Ein dauerhaft magnetisierter Nagel kann bei einem Kompass auch eine abstoßende Wirkung zeigen.
  • Ein nicht magnetisierter Nagel zeigt immer nur anziehende Wirkung.

Station 4: Das Innere eines Magneten (Modell der Elementarmagnete)

  • Jedes der Magnet-Bruchstücke hat wieder einen Nord- und einen Südpol.
  • Auch an den Bruchstellen des magnetisierten Eisendrahts entstehen immer zwei neue Pole.

Station 5: Aufgaben

1)

  • Kupfer ist nicht magnetisierbar.
  • ein unmagnetisches Stück Eisen ist zwar nicht magnetisch, kann aber magnetisiert werden.
  • Ein magnetisiertes Stück Eisen hat einen Nord- und einen Südpol.

2)

  • Der am Magnet hängende Nagel wird magnetisiert, er bekommt einen Nord- und einen Südpol.
  • Der nächste Nagel wird wiederum vom Nagel obendrüber magnetisiert.

3)

  • Durch das Entlangstreichen richten sich die Elementarmagnete im Nagel in eine Richtung aus.

4)

  • Bei einem Permanentmagnet müssen die Elementarmagnete alle in eine Richtung zeigen und sie müssen schwer drehbar sein.

5)

  • Magnetisierungslinien beginnen am Südpol und enden am Nordpol.

6)

  • Die Magnetisierungslinien zeigen die Ausrichtung der Elementarmagnete an. An jeder Stelle des Magneten kann es nur eine Ausrichtung geben, deshalb gilt:
Magnetisierungslinien kreuzen sich nie!

7)

  • Dort, wo das Weicheisen einen Nordpol berührt, bekommt es einen Südpol und umgekehrt.