Indhold
Det er ikke en fugl, et fly eller endda Superman; det er et kugletog. Et maglev-tog løfter over jorden og drives med hastigheder på op til 300 miles i timen ved hjælp af kraftfulde superledende elektromagneter. Eksperimentering med maglev-modeller og andre magnetiske levitationsprojekter er en god måde for børn at lære om magnetisme og elektricitet.
Flydende papirklip
••• Photodisc / Photodisc / Getty ImagesFerromagnetisme er en naturlig kraft skabt af bevægelsen af elektronerne. I de fleste elementer er de spindeelektroner parret med andre elektroner, der bevæger sig i modsat retning. Nogle metaller, såsom jern, har de fleste af deres elektroner bevæger sig i samme retning. Dette skaber et felt med magnetiske kraftlinjer, som kan demonstreres ved hjælp af jernfilinger og en permanent magnet. Metaller, der tiltrækkes af et magnetfelt kaldes ferromagnetiske metaller, ifølge Georgia State University.
En måde at demonstrere metalens tiltrækning til et magnetfelt er at udføre det flydende papirclipseksperiment. Den studerende fastgør en permanent magnet til et metalbeslag monteret på en hylde eller kasse. Han eller hun vil derefter binde et stykke streng til en papirclips og placere det under magneten. Magneten får papirklemmen til at stige op og svæve i slutningen af strengen. Børnene kan teste styrken af den magnetiske tiltrækning ved at trække i snoren for at se, hvor langt væk fra magneten papirklemmen flyder.
Diamagnetisk levitation
Diamagnetisme er magnetisk frastødelse. Grafit, nogle metaller såsom bly og vismut og næsten alle organiske materialer er diamagnetiske, fordi de afviser magnetiske kræfter. Alt organisk materiale udviser en svag diamagnetisk kraft, som afviser magnetisme. Et eksperiment, der grafisk demonstrerer dette, bruger en levende frø, der er ophængt over en kraftig elektromagnet, ifølge det høje feltmagnetiske laboratorium.
Børn kan demonstrere diamagnetisk frastødning ved at opbygge et projekt, der skal levite en lille sjælden jordmagnet mellem to grafitplader. Du kan købe dele til projektet som et sæt eller bygge dine egne. To stykker pyrolitisk grafit er monteret på en træramme, og en række billige ringmagneter hænges under dem for at modvirke tyngdekraften på eksperimentet. En lille sjælden jordmagnet anbringes derefter mellem grafitpladerne, hvor den flyder, når den frastøttes af grafitten.
Flydende blyanter
••• Jupiterimages / Photos.com / Getty ImagesEt simpelt projekt til at demonstrere magnetisk levitation bruger seks ringmagneter, en blyant og noget modellerende ler. Lad børnene fastgøre fire af ringmagneterne på en plan overflade med noget modelleringsleer. Sørg for, at magneterne er placeret i en lige stor afstand fra hinanden og har den samme polaritet opad. To ringmagneter anbringes på blyanten, så de er i samme afstand fra hinanden som de to par magneter på den flade overflade. Fastgør et spillekort på bordpladen bag magneterne med lidt ler, så blyantpunktet kan hvile mod det. Børnene kan nu placere blyanten over ringmagneterne og se, mens den løfter over bordpladen.
Leviterende togmodeller
Magnetiske felter med samme polaritet frastøder hinanden. Hvis du placerer nordpolerne af to magneter i nærheden af hinanden, vil de skubbe væk fra hinanden. Et lignende koncept er i brug i maglev-togene i Europa, Japan og Kina.
Børn kan bygge deres egne model maglev-tog ved hjælp af nogle stripemagneter, PTFE-tape og polystyrenskum. Stribemagneterne tapes på et stykke polystyrenskum med den samme polaritet opad, og banen er omgivet af vægge, der er lavet af mere polystyrenskum. Toget er et stykke skum med permanente magneter limet på bunden med den samme polaritet vendt nedad som sporet vender opad. Placer toget ned over banen og giv det et blidt skub for at få det til at glide ned ad banen. PTFE-båndet langs væggene får toget til at glide mere glat.