درس 7 علوم تجربی چهارم
( آهن ربا در زندگی )
از زمانی که پدیده مغناطیس شناخته شد و انسان از آن استفاده نمود، قرنها می گذرد.
سنگ مگنتیک و
براده های فلز
چسبیده به آن
اولین ماده مغناطیسی که مورد استفاده قرار گرفت مگنتیت بود که به طور طبیعی دارای خاصیت مغناطیسی است. در گذشته های دور، آهنربا از معادن غنی از مگنتیت در ناحیه مگنزیا واقع در ترکیه امروزی بدست می آمد و به همین دلیل امروزه این مواد را مگنت می نامند. نوشته های سقراط و تالس نشان می دهد که یونانیها 600 سال پیش از میلاد مسیح آهنربا را می شناختند و دریافته بودند که با مالش آهن بر روی مگنتیت، می توان خاصیت آهنربایی را به آن القا کرد. چندی بعد مشخص شد که اگر یک تکه سوزنی شکل آهنربا بر روی آب شناور شود و یا با نخ آویزان شود، جهت خاصی را نشان می دهد و این در واقع کشف قطب نما بود. چینی ها 500 سال پیش از میلاد مسیح از قطب نما استفاده می کردند.
تاریخچه:
آهن ربا
آهن ربا قطعه ای است که ذرات آهن و فولاد را به خود جذب می کند. به آهنربا مغناطیس هم می گوئیم. می توان گفت هر جسمی که خاصیت آهن ربایی داشته باشد دارای خاصیت مغناطیسی است.
کره زمین نیز دارای دو قطب اصلی شمال و جنوب است که برای تشخیص این قطب ها قطب نما ساخته شده و جهت یابی می کنند.
قطب نما
قُطب نما وسیله ای برای تعیین جهت و جهت یابی. این وسیله با استفاده از میدان مغناطیسی زمین جهت قطب شمال را نشان می دهد.
کره زمین در اطراف خود میدان مغناطیسی وسیعی تولید می کند و عقربه قطب نما که خود خاصیت آهنربایی دارد، در میدان مغناطیسی زمین خود به خود در جهت شمال و جنوب کره زمین می ایستد.
روش استفاده از قطب نما
عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود می چرخد و سپس به علت نیروی مغناطیسی کره زمین همیشه در یک جهت معین که همان قطب شمال مغناطیسی است می ایستد و آن را به ما نشان می دهد. عقربه مذکور هیچگاه اشتباه نمی کند، مگر آنکه در نزدیکی اشیای آهنی یا فولادی و یا کابلی قرار گرفته باشد. بنابراین ، هنگام استفاده از قطب نما بایستی مطمئن شویم که از اشیای انحراف دهنده آن ، بطور کلی دور است.
در استفاده از قطب نما خیلی ساده است تنها باید به دو نکته توجه داشته باشید .
در مرحله اول باید قطب نما را از هر چیزی که باعث انحراف عقربه می شود دور نگه دارید . اشیاء آهنی و خطوط برق … می تواند عقربه را منحرف کند بنابر این باید از این موارد فاصله بگیرید .
در مرحله دوم باید قطب نما را در جائی که هیچ حرکتی نداشته باشد قرار دهید و کمی صبر کنید تا از حرکت بایستد .
کاربردهای قطب نما
جهت یابی، یافتن جهت های جغرافیایی است. جهت یابی در بسیاری از موارد کاربرد دارد. برای نمونه وقتی در کوهستان، جنگل، دشت یا بیابان گم شده باشید، با دانستن جهت های جغرافیایی، می توانید به مکان مورد نظرتان برسید. یکی از استفاده های مسلمانان از جهت یابی، یافتن قبله برای نماز خواندن است. کوهنوردان، نظامیان، جنگل بانان و… هم به دانستن روش های جهت یابی نیازمندند.
در کشتیها و هواپیماها برای جهت یابی
از آن استفاده می شود.
در صنایع نظامی کاربرد وسیعی دارد از جمله دیده بانها در مناطق عملیاتی به کمک آن جهت یابی می کنند.
نمونه قطب نمای نظامی
قبله نما
قبله نما دستگاهی است که جهت قبله را نشان می دهد. معمولاً قبله نما بر اساس قطب نما ساخته می شود با این تفاوت که به گونه ای درجه بندی و تنظیم شده است که علاوه بر نشان دادن جهت شمال، جهت قبله را هم نشان می دهد.
هر آهن ربا دو سر دارد که به هر یک از سرهای آن قطب گفته می شود. قطبی از آهن ربا که به سمت شمال قرار می گیرد قطب شمال نامیده می شود که با علامت N نمایش داده می شود. قطب دیگر آهن ربا که به سمت جنوب قرار می گیرد، قطب جنوب نامیده می شود که باعلامت S مشخص می شود.
آهن ربای الکتریکی
آهنربای الکتریکی نوعی آهنربا است که در آن میدان مغناطیسی توسط جریان الکتریکی تولید می شود. زمانی که جریان قطع شود، میدان مغناطیسی ناپدید می شود.
1) خاصیّت آهن ربایی در قطب های آهن ربا، بیش تر است.
2) خاصیّت آهن ربایی در وسط آهن ربا از بقیّه ی قسمت های آن، کم تر است.
3) قطب های هم نام آهن ربا، یک دیگر را دفع و قطب های نا هم نام، یک دیگر را جذب می کنند.
4) به کمک آهن ربا که قطب های آن مشخّص است، هر دو قطب آهن ربای دیگر را می توان تشخیص داد.
5) برای ساختن آهن ربای الکتریکی باید یک میخ آهنی بزرگ، باتری و مقداری سیم روکش دار تهیّه کنیم.
6) آهن ربای الکتریکی، نوعی آهن ربای مصنوعی است که می توان به دلخواه، اثر آن را قطع و وصل کرد.
7) در یک آهن ربای الکتریکی، هر چه تعداد دورهای سیم پیچ و شدّت جریان بیش تر باشد، قدرت آهن ربایی بیش تر خواهد شد.
8) قطب نما و قبله نما، از آهن ربا ساخته شده اند.
9) از قطب نما برای تعیین جهت های جغرافیایی استفاده می کنند. هم چنین برای ناوبری در کشتی و هواپیما استفاده می شود.
10) قطب شمال آهن ربا، به سمت شمال جغرافیایی و قطب جنوب آن، به سمت جنوب جغرافیایی قرار دارد.
قطب نمای مچی کوه نوردی
11) در وسایلی مانند تلویزیون، موتور الکتریکی و درب یخچال، آهن ربا به کار رفته است.
12) آهن ربا بعضی از فلزات را جذب می کند.
13) آهن، نیکل، انواع فولاد و . . . جذب آهن ربا می شوند، ولی مس، طلا، نقره و . . . جذب آهن ربا نمی شوند.
14) اگر یک آهن ربا را به دو قسمت تقسیم کنیم، هر یک از قسمت های کوچک تر به تنهایی آهن ربا هستند و هر یک شامل قطب شمال و جنوب هستند.
15) موادی که جذب آهن ربا می شوند و خود قابل تبدیل شدن به آهن ربا هستند، «مواد مغناطیسی» نام دارند.یکی از راه های آهنربا کردن مواد مغناطیسی مالش دادن آن ها با آهنربا می باشد.
16) موادی که جذب آهن ربا نمی شوند و خود قابل تبدیل شدن به آهن ربا نیستند، «مواد غیرمغناطیسی» نام دارند.
کره ی زمین مانند یک آهن ربای تیغه ای می ماند که قطب شمال آن، در جنوب جغرافیایی کره ی زمین قرار دارد و قطب جنوب آن، در شمال جغرافیایی کره ی زمین قرار دارد.
18) خاصیت آهن ربایی در مقابل ضربه، گرما و گذشت زمان آسیب پذیر است.
قطب شمال جغرافیایی و قطب جنوب مغناطیسی
قطب جنوب جغرافیایی و قطب شمال مغناطیسی
تشکر از حسن توجه شما:
سفارشات استخراج پاورپوینت از مقاله جهت سمینار،دفاع و … و تهیه ی انواع مقالات پاورپوینت در تمام مقاطع در اسرع وقت.
Bittersweet.kik@gmail.com