شرح المغناطيس للأطفال واستخداماته اليومية…يبحث الكثير من أولياء الأمور والمعلمين عن شرح المغناطيس للأطفال، وذلك لمدى ضرورة التعرف عليه في مراحل التعليم المبكرة، للسماح بعقولهم بالتفكير والتوصل إلى أفكار استخداماته الكثيرة في بيئتنا المعاصرة
شرح المغناطيس للأطفال
يمثل المغناطيس صخرة أو قطعة معدنية يمكنها جذب أنواع محددة من المعادن نحوها بفعل قوة تسمى المغناطيسية، وهي قوة أساسية موجودة في الطبيعة مثل الكهرباء والجاذبية.
ما سبب ظهور طاقة المغناطيس
تتألف جميع الكائنات في الكون من وحدات صغيرة تعرف باسم الذرات، وتتشكل هذه الذرات من إلكترونات ونيوترونات وبروتونات. تُدور الإلكترونات حول نواة الذرة التي تحتوي على النيوترونات والبروتونات، وبفعل هذا الدوران الإلكتروني يتكون تأثير مغناطيسي صغير.
وعندما تدور العديد من الإلكترونات في جسم ما في نفس الاتجاه، تتجمع هذه القوى المغناطيسية الصغيرة لتجعل الجسم مغناطيسًا واحدًا كبيرًا.
ويمكن صنع مغناطيس عن طريق فرك قطعة معدنية بمغناطيس آخر باستمرار في نفس الاتجاه، وذلك لجعل الإلكترونات الموجودة في هذا المعدن تدور في نفس الاتجاه.
كما يمكن للكهرباء أن تخلق مغناطيسًا لأن الكهرباء تتألف من تدفق للإلكترونات، وعندما تتحرك الإلكترونات عبر قطعة من الأسلاك يحدث تأثير مغناطيسي مشابه لتأثير الإلكترونات التي تدور حول نواة الذرة، ويُطلق عليه المغناطيس الكهربائي.
ما هي أقطاب المغناطيس؟
عند وضع إبرة مغناطيسية في قصبة مجوفة وتركها تطفو على الماء أو علّقتها على سلك أو خيط، سوف تشير دائمًا إلى اتجاه ثابت بالنسبة للنجوم.
وقد أدى اكتشاف هذه الظاهرة إلى تطوير البوصلة، وقد اقترح العالم الإنجليزي ويليام جيلبرت في عمله أن الأرض نفسها عبارة عن مغناطيس عملاق يمارس قوة على جميع المغناطيسات الموجودة على سطحه.
ومنذ ذلك الحين، تبيّن أن الأرض هي فعلًا مغناطيس كبير، ولكنه ضعيف، حيث تكفي القوة التي يمارسها لتوجيه المغناطيسات الصغيرة مثل إبرة الحديد.
وتكون المغناطيسية الأرضية أقوى في نقطتين واحدة بالقرب من القطب الشمالي الجغرافي والأخرى بالقرب من القطب الجنوبي الجغرافي.
وتتكون المغناطيسات من قطبين، حيث يوجد في أحد طرفي المغناطيس قطب يشير إلى الشمال ويسمى القطب الشمالي، وفي الطرف الآخر يوجد قطب يشير إلى الجنوب ويسمى القطب الجنوبي.
أهم خصائص المغناطيس
يمتلك المغناطيس مجموعة من الخصائص المميزة له، والتي من بينها كل مما يلي:
- عند قطع مغناطيس طويل إلى النصف، يتشكل لكل نصف قطب شمالي وقطب جنوبي، وبالتالي يصبح كل نصف مغناطيسًا كاملاً.
- ونظرًا لأن جميع المغناطيسات لها قطبين، فإنها تسمى بثنائيات الأقطاب.
- عند وضع مغناطيس بالقرب من مادة مغناطيسية مؤقتة مثل قضيب من الحديد، يتم تحفيز الأعمدة في نهايات قضيب الحديد. وإذا كان قطب المغناطيس الشمالي بالقرب من أحد طرفي قضيب الحديد، فإن نهاية القضيب الحديدي تصبح قطبًا جنوبيًا والطرف الآخر هو قطب شمالي.
- وإذا تم تدوير المغناطيس بحيث يقترب القطب الجنوبي من نفس نهاية القضيب الحديدي، فإن نهاية الشريط تصبح قطبًا شماليًا والطرف الآخر قطبًا جنوبيًا. وإذا تمت إزالة المغناطيس، فإن الحديد (المغناطيس المؤقت) يعود إلى حالته السابقة الغير ممغنطة.
- يجذب المغناطيس بشدة الأشياء التي تحتوي على الحديد أو الفولاذ أو النيكل أو الكوبلت. وتجذب المغناطيسات أو تطرد (تدفع) المغناطيسات الصلبة الأخرى لأن لكل مغناطيس قطبين متعاكسان: قطب شمالي وقطب جنوبي.
- وبالتالي، تجذب الأقطاب الشمالية القطبين الجنوبيين للمغناطيسات الأخرى، لكنها تصد الأقطاب الشمالية الأخرى، وكذلك تجذب الأقطاب الجنوبية الأقطاب الشمالية لكنها تصد الأقطاب الجنوبية الأخرى.
ما هي استخدامات المغناطيس حولنا؟
يتم استخدام المغناطيس في العديد من المجالات في وقتنا الحالي، وأهمها:
- البوصلة: يتمثل دور المغناطيس في البوصلة بجعل مؤشر البوصلة يشير إلى القطب الشمالي تحديدًا. ويمكن للأطفال تعلم المزيد عن المغناطيس من خلال صنع بوصلة بسيطة باستخدام إبرة وفلين ووعاء من الماء.
- آلات البيع: يستخدم المغناطيس في آلات البيع لفصل النقود المعدنية الحقيقية عن الأشياء الأخرى التي قد يتم إدخالها في تلك الآلات، مثل الأقراص المعدنية. ويتم ذلك عن طريق فحص المجال المغناطيسي المستخدم في صنع النقود الحقيقية، فتقوم الآلة بفحص جاذبية الأجسام المدخلة إليها للتأكد من أن الأموال المدخلة إليها أصلية أم مزيفة.
- تثبيت الأشياء: يعد تثبيت الأشياء في مكانها واحدًا من أكثر استخدامات المغناطيس شيوعًا، مثل تثبيت جدول الدراسة على باب الثلاجة باستخدام مغناطيس الثلاجة. يتم ذلك بانجذاب مغناطيس الثلاجة إلى المعدن المستخدم في صنع الباب، ويمكن أيضًا إغلاق باب الثلاجة بإحكام بسبب المغناطيس المثبت داخل أبوابها.
- المحركات والمولدات الكهربائية: يعد المغناطيس المسؤول الرئيسي عن تشغيل المولدات الكهربائية والمحركات، حيث يتم توليد الكهرباء ببساطة عن طريق تحريك سلك معدني بجانب المغناطيس. كما تستخدم المولدات الكهربائية البخار أو المياه المتدفقة أو مصادر أخرى للطاقة لتدوير الأسلاك عبر مجال مغناطيسي، وبالتالي توليد الكهرباء.
- القطارات المرفوعة مغناطيسياً: يتم استخدام المغانط المثبتة تحت عربات القطارات لتطفو فوق السكك الحديدية الممغنطة. ويستخدم هذا النوع من القطارات مغانط فائقة التوصيل. وتوجد هذه الأنواع من القطارات في الدول الحديثة مثل اليابان.
- الألعاب: يستخدم المغناطيس في صناعة بعض الألعاب، مثل لعبة القطار حيث يثبّت المغناطيس العربات ببعضها البعض. كما تحتوي بعض مكعبات البناء على مغناطيسات لتلتصق ببعضها بعضًا.
- المجوهرات: تحتوي بعض قطع المجوهرات على مشابك مغناطيسية لضم أطراف تلك القطع معًا عند ارتدائها. وتستخدم أيضًا أقراط مغناطيسية خصيصًا للأشخاص الذين لا يحبون أو لا يرغبون بثقب آذانهم.
- صناعة الأثاث: يستخدم المغناطيس في بعض الخزائن والأدراج الحديثة لإبقاء الأبواب مغلقة، وكذلك الأمر في الثلاجات. كما توجد تصاميم جديدة رائعة تستخدم المغناطيس لتظهر وكأنها تطفو في الهواء.
- يساهم المغناطيس في تحقيق تقدم كبير في الرعاية الصحية، حيث يمكن للأطباء تشخيص الحالات الطبية باستخدام تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي. وتستخدم هذه التقنية مجالًا مغناطيسيًا لإنشاء صور دقيقة لأعضاء المرضى.
- ويمكن العثور على المغناطيس في أي آلة تحتوي على محرك، مثل الغسالات الكهربائية والمراوح وحتى السيارات، حيث تستخدم محركات هذه الآلات المغناطيس وملفات الأسلاك لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حركية.
حقائق عن المغناطيسيات
تُصنّع معظم المغناطيسات التي نراها حولنا بواسطة الإنسان، ونظرًا لأنها لم تكن مغناطيسية في الأصل، فإنها تفقد خصائصها المغناطيسية بمرور الوقت، وذلك بسبب الإسقاط أو التسخين أو الطرق عليها، ومادة الحديد أو الفولاذ عادة ما تستخدم في تصنيع المغناطيس، ولكن يمكن تحويل الألومنيوم والحديد الصُّلْب والنحاس والنيكل والكوبالت إلى مغناطيسات قوية.
يعتقد العديد من العلماء أن الطيور قادرة على إيجاد طريقها إلى المنزل باستخدام المجال المغناطيسي للأرض لتوجيهها في الرِّحْلات الجوية الطويلة. ويستخدم بعض الأطباء البيطريين المغناطيس لالتقاط قطع من الأسلاك أو غيرها من المعادن من داخل معدة حيوانات المزرعة الكبيرة.
تستخدم القطارات الجديدة المغناطيس لرفعها عن الأرض حتى تطفو، وذلك يقلل الاحتكاك ويسمح للقطار بالعمل بكفاءة أكبر. ويمكن للمغناطيس أن يسحب الغازات والمواد الصلبة وحتى السوائل، اعتمادًا على قوته.
يتدفق مجال مغناطيسي من الشمال إلى الجَنُوب، ولكن هذا المجال غير مرئي، ولكن يمكن رؤية شكل الحقول المغناطيسية غير المرئية إذا وضعت قطعة من الورق فوق مغناطيس وتم رش مسحوق الحديد الناعم في أعلاه. وتوجد العديد من الأشكال المغناطيسية، ولكل منها شكل مجال مغناطيسي مختلف.
يؤثر المغناطيس على الجسم المغناطيسي فقط عندما يدخل مجاله المغناطيسي، وهذا هو السبب في أن وجود مغناطيس صغير في جانب واحد من الغرفة لن يجذب الأشياء من جانب آخر، وتزيد قوة المغناطيس كلما اقتربت الأشياء منه، وتضعف كلما كانت بعيدة.
ولا تنجذب معظم المعادن للمغناطيس، فالنحاس والفضة والذهب والمغنيسيوم والبلاتين والألمنيوم وغيرها لا تنجذب. وتتكون المواد المغناطيسية من آلاف المغناطيسات الصغيرة، والتي تسمى المجالات المغناطيسية، وقبل أن تصبح المادة ممغنطة، تشير جميع المغناطيسات الصغيرة في اتجاهات مختلفة، مما يلغي تأثيرها بعضها البعض. ولكن يمكن ترتيب المجال المغناطيسي بحيث يشير جميع المغناطيسات في نفس الاتجاه، وهذا يحول المادة إلى مغناطيس.
تسعدنا متابعتك لقناتنا 👇
https://t.me/school_ksa
