فعالیت ۱-۳ فیزیک یازدهم
یکی از قطبهای یک آهنربای میلهای را به یک عقربهٔ مغناطیسی نزدیک کنید (شکل روبهرو). آنچه را میبینید توضیح دهید. با دور کردن آهنربا از قطبنما چه اتفاقی میافتد؟ دلیل آن را شرح دهید. در صورتی که قطبنما در اختیار ندارید، یک سوزن تهگرد مغناطیسی شده را روی سطح آب، درون ظرفی شناور سازید. به این ترتیب، سوزن تهگرد مانند عقربهٔ مغناطیسی یک قطبنما رفتار میکند.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت ۱-۳ فیزیک یازدهم
سلام! این فعالیت به ما کمک میکند تا با اصول پایهای برهمکنش قطبهای مغناطیسی آشنا شویم.
**مشاهده و توضیح (بخش اول: نزدیک کردن آهنربا)**
1. **آنچه مشاهده میشود:** وقتی قطب شمال (N) آهنربای میلهای را به قطبنما نزدیک میکنیم، قطب جنوب (S) عقربهٔ مغناطیسی که با رنگ تیره یا آبی مشخص شده، به سمت آهنربا میچرخد و جذب آن میشود. همزمان، قطب شمال (N) عقربه که معمولاً قرمز رنگ است، از آهنربا دور میشود.
* اگر قطب جنوب (S) آهنربا را نزدیک کنیم، اتفاق برعکس رخ میدهد: قطب شمال (N) عقربه جذب میشود و قطب جنوب (S) آن دفع میشود.
2. **توضیح و دلیل:** این پدیده بر اساس یک قانون بنیادی مغناطیس رخ میدهد:
* **قطبهای همنام (هماسم) یکدیگر را دفع میکنند.** (N از N و S از S دور میشود).
* **قطبهای غیرهمنام (ناهماسم) یکدیگر را جذب میکنند.** (N و S به سمت هم کشیده میشوند).
عقربهٔ مغناطیسی خودش یک آهنربای کوچک و آزاد است. وقتی آهنربای بزرگتری را به آن نزدیک میکنیم، نیروی مغناطیسی بین قطبها باعث چرخش عقربه میشود تا قطبهای غیرهمنام در نزدیکترین فاصله به هم قرار گیرند.
**مشاهده و توضیح (بخش دوم: دور کردن آهنربا)**
1. **آنچه مشاهده میشود:** با دور کردن آهنربای میلهای، تأثیر آن بر روی عقربه کمتر و کمتر میشود. در نهایت، عقربه دوباره میچرخد و در راستای شمال و جنوب مغناطیسی کره زمین قرار میگیرد. یعنی قطب شمال (N) عقربه، به سمت شمال جغرافیایی زمین و قطب جنوب (S) عقربه، به سمت جنوب جغرافیایی زمین اشاره میکند.
2. **توضیح و دلیل:** کره زمین خودش مانند یک **آهنربای غولپیکر** عمل میکند که قطبهای مغناطیسی آن در نزدیکی قطبهای جغرافیایی قرار دارند (البته با کمی تفاوت). وقتی هیچ آهنربای قوی دیگری در نزدیکی قطبنما نباشد، عقربه تحت تأثیر **میدان مغناطیسی زمین** قرار میگیرد و با آن همجهت میشود. در واقع، قطبنما همیشه دوست دارد در راستای خطوط میدان مغناطیسی محلی قرار بگیرد و وقتی ما آهنربا را نزدیک میکنیم، میدان آن قویتر از میدان زمین است و عقربه از آن تبعیت میکند.
