Fyzika ve 14M

Magnetické pole

Magnetické pole je jednou z nejdůležitějších částí fyziky. Stacionární magnetické pole je nutné pro detekci případně urychlování nabitých části, nestacionární magnetické pole je základním fyzikálním principem výroby střídavého elektrického proudu. Proto jsem chtěl, aby žáci třídy 14M SPŠST Panská problematiku základního popisu magnetického pole dobře pochopili a porozuměli základním vztahům, které magnetické pole popisují. Na znalosti získané během aktivit, v rámci kterých jsme zkoumali magnetické pole různých objektů a které jsme zařazovali na úvod několika vyučovacích hodin, se budu později odvolávat při popisu studia nabitých částic, popisu konstrukcí urychlovačů částic, …

Nejdříve se měli žáci přesvědčit, jakým způsobem lze magnetické pole permanentních magnetů (tj. obyčejných magnetů) vizualizovat. Proto dostali několik magnetů, kancelářský papír a krabičku se železnými pilinami. Oparně sypali železné piliny na papír, pod kterým byl jeden nebo více magnetů, a pozorovali vytvořené obrazce. Tyto obrazce pak zakreslovali do sešitu a následně jsme je popsali i matematicky pomocí vektoru magnetické indukce.

Poté měli žáci za úkol přesvědčit sami sebe, že vodič, kterým prochází elektrický proud, se chová jako magnet - to znamená, že interaguje s magnetem. To se jim podařilo dokázat velmi snadno, i když bylo nutné neustále připomínat, že pracují ve skupině, v níž mají osm až deset rukou.

Další úkol byl trošku náročnější - měli za úkol prozkoumat, jak magnetické pole vytvářené vodičem, kterým prochází elektrický proud, vypadá. K tomu mohli použít kompas. Po nějaké době a s několika nápovědami se jim podařilo i tento úkol splnit. Společně jsme pak tvar magnetických indukčních čar zpřesnili a zavedli jejich domluvenou orientaci.

Posledním úkolem spadajícím do tohoto tématu bylo studium magnetického pole cívky. Žáci měli za úkol zjistit (předpovědět), jak bude vypadat magnetické pole cívky, a následně zrealizovat experiment, kterým o tom sebe i učitele fyziky přesvědčí. Současně si uvědomili, že tímto způsobem vlastně vyrobili velmi primitivní, ale přitom značně citlivý detektor elektrického proudu. Tento princip detekce elektrického proudu se používá v ampérmetrech.

Průběh studia magnetického pole je zobrazen na fotografiích.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl