Фізико-математична освіта (Sep 2023)
ВИМІРЮВАННЯ МАГНІТНОЇ СПРИЙНЯТЛИВОСТІ РЕЧОВИН В УМОВАХ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ
Abstract
Розроблена методика та дослідна установка для проведення лабораторної роботи з фізики, яка використовує електронні терези для визначення функціональної залежності сили взаємодії між двома постійними магнітами, між магнітом і феромагнетиком від відстані між ними, а також магнітної сприйнятливості пара-, діа- та феромагнетиків. Формулювання проблеми. Обчислити величину магнітної індукції постійного магніта на деякій відстані, використовуючи закон Біо-Савара-Лапласа, є дуже складним завданням для студентів вступних курсів. Як показали опитування, студенти майже одностайно вважають, що сила взаємодії між двома магнітами оберненоквадратично залежить від відстані між ними. Тому тільки експеримент дає змогу студентам-початківцям дати відповідь на це питання. Проблемой для студентів вє також спроба класифікувати матеріали за ознакою магнітна-немагнітна. Експериментальне вимірювання магнітної сприйнятливості речовин дозволить студентам зробити правільний висновок, що всі матеріали намагнічуються. Матеріали і методи. Авторами була розроблена вимірювальна схема та дослідницька установка, яка передбачала можливість її відтворення студентами під час дистаційного навчання. За допомогою електронних вагів та неодимових магнітів визначалися діа- та парамагнітні властивості різних речовин, які зустрічаються в повсякденному середовищі учнів. Результати. Основним результатом роботи є розробка методології доведення до студентів того факту, що закони, за допомогою яких описуються магнітні поля постійних магнітів, не є “оберненоквадратичними”. Висновки. Експерементально підтверджена обернено кубічна залежність магнітної індукції від відстані; сила взаємодії між двома постійними магнітами пропорцйна , між магнітом і феромагнетиком . Визначено магнітна сприйнятливість феромагнетика (залізо), парамагнетика (алюміній), діамагнетика (вода) .
Keywords
