نشاط عملي يوّضح كيفية الوصول إلى “نقطة كيوري”

2011 الكهرباء والمغناطيسية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

نقطة كيوري الفيزياء

الأهداف:

1- تسخين مشبك الأوراق حتى يبلغ نقطة كيوري.

2- استخدام الحرارة لإزالة المغنطة من إحدى المواد.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– منصبان بثلاث قوائم أو مسندان.

– مغناطيس قوي دائري الشكل.

– خيط.

– مشبك أوراق.

– بطارية 6 فولتات.

– أسلاك توصيل مزودة بملاقط مسننة

 

خطوات العمل:

1- علّق المغناطيس بخيط على أحد المنصبين.

2- استعمل خيطاً آخر لربط مشبك الأوراق بين قائمتي المنصب الثاني. يجب أن يكون مشبك الأوراق على ارتفاع المغناطيس نفسه في المنصب الأول.

3– قارب بين المنصبين إلى أن يقوم المغناطيس بجذب المشابك والالتصاق به.

4- استخدم المقلط المسنن في أحد سلكي التوصيل لتثبيت مشبك الأوراق من الطرفين، ثم اربط الطرفين الآخرين من أسلاك التوصيل بقطبي البطارية بأي طريقة تشاء.

5- عندما يسخن مشبك الأوراق، ينبغي أن ينفصل المغناطيس عن المشبك، وقد يكون المشبك ساخناً عندئذٍ، لذلك تجنب لمسه.

 

عندما يبتعد المغناطيس عن مشبك الأوراق، افصل وانتظر بعض الوقت إلى أن يبرد مشبك الأوراق. تجنب ملامسة المشبك قبل أن يبرد تماماً. انتظر حوالي خمس دقائق.

عندما يبرد مشبك الأوراق قارب بينه وبين المغناطيس مرة أخرى. من المفروض أن ينجذبا إلى بعضهما ويلتصقا.

وربما ترغب في إعادة التجربة باستخدام نوع آخر من المعادن، كالمسامير الحديدية أو الأسلاك الرفيعة.

 

وهناك طرق أخرى تستطيع من خلالها أن تزيل المغنطة عن المغناطيس المؤقت.

قم بمغنطة مسمار حديدي من خلال دلكه بلطف بمغناطيس دائم مع تحريك المغناطيس نحو جهة واحدة فقــــط، ستشير بعض المناطق المغناطيسية إلى الاتجاه ذاته.

 

تحقق من تمغنط المسمار بملامسته مع مشبك الأوراق والتأكد من التصاقهما معاً. خذ مطرقة وضع المسمار على الرصيف أو على سطحٍ قاسٍ ثم اطرقه بالمطرقة (التمس دائماً نصيحة أحد الكبار قبل القيام بهذا العمل!) .

إن ضرب المسمار بالمطرقة سيؤدي إلى بعثرة المناطق المغناطيسية وإزالة المغنطة من المسمار. تحقق من ذلك بوضع المسمار قرب مشبك الأوراق مرة أخرى.

 

تحليل النشاط:

لا بد أنك تحققت من أن المغناطيس قد انفصل عن مشبك الورق بعد وقت قصير من وصل البطارية.

عندما يسري التيار الكهربائي عبر المعدن فإنه يسخن، وعندما يسخن معدن مشبك الورق ويصل إلى نقطة كيوري تتناثر مناطقه المغناطيسية.

وعندما يحصل هذا فإن مشبك الأوراق يفقد مجاله المغناطيسي. ما يؤدي إلى انفصال وابتعاد المغناطيس.

 

وحالما يبرد المعدن إلى درجة أدنى من نقطة كيوري، يصبح ممغنطاً مرة أخرى فيلتصق به المغناطيس.

لا يمكن أن تصبح جميع المواد أو المعادن مغناطيسات دائمة عندما توضع بجانب مغناطيس آخر . وتسمى المواد التي يمكن أن تتحول إلى مغناطيسات دائمة " المغانط (المغناطيسات) الحديدية ".

ويُعد الحديد والكوبالت والنيكل والجادولينيوم والديسبرسيوم (عنصران فلزيان) المغناطيسات الحديدية الوحيدة.

 

رغم وجود عدد كبير من الخلائط والمركبات المعدنية التي تصنف أيضاً على أنها مغناطيسيات حديدية.

تصنع مشابك الأوراق عادة من الفولاذ الذي يتكون من خليط سبائكي مؤلف من الحديد والكربون، ويجب أن يحتوي مشبك الأوراق على كمية كافية من الحديد كي يصبح ممغنطاً وينجذب إلى المغناطيس.

وإذا لم ينجذب إلى المغناطيس، فربما يكون مصنوعاً من مادة أخرى ويترتب عليك في هذه الحالة استخدام سلك حديدي رفيع بدلاً منه.

 

استكشاف الأخطاء وتصحيحها

لماذا لم ينفصل المغناطيس عن مشبك الأوراق؟

قد تكون شحنة البطارية التي استخدمتها في تجربتك ضعيفة، بحيث لم تتمكن من تسخين مشبك الأوراق حتى نقطة كيوري. وبدلاً من استخدام بطارية أكبر، جرب أن تستخدم سلكاً حديدياً أو فولاذياً أرفع.

 

ما سبب مغناطيسية الأرض؟

رغم أن درجة حرارة الحديد المنهصر في باطن الأرض تفوق نقطة كيوري، إلا أن الأرض لها خاصية مغناطيسية، وسبب ذلك غير معروف.

وتقول إحدى النظريات إن سبب هذه المغناطيسية هو التيارات الكهربائية الشديدة التي تسري حول النواة الداخلية للأرض، فتحدث مجالاً مغناطيسياً أثناء حركتها.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]