자석을 이용한 과학체험학습1 - 자기부상팽이 만들기
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작성자 별명이라(todaksen) 작성일 09-08-31 23:41 조회 11,409 댓글 0본문
과학체험학습으로 많이 실시하는 자기부상팽이를 만들어 본다.
1. 만들기에 앞서~
쇳조각을 끌어당기거나 전류에 작용을 미치는 성질을 자성(磁性)이라 하는데, 이러한 자성을 지닌 물체를 자석이라 한다. 이 자석에는 두개의 극이 있는데 자기장 안에서 가장 자성이 센 부분을 가리키며 N, S극이 있다(전기장 안에서는 전자가 방출되어 움직이기 시작하는 곳이 -극, 전자가 마지막으로 도착하는 곳이 +극, 전류의 이동방향은 + -> - 측으로 흐른다고 정의하는데 헛갈리지 말자^^). 자석의 성질 중 가장 중요한 것은 누구나 다 알 듯이 같은 극 끼리는 밀어내고, 다른 극 끼르는 달라붙으려는 성질이다. (지구의 북쪽은 당연히 S극이겠죠^^)
자석을 이해할 때 분자모형을 생각하고 원자핵을 중심으로 회전하는 전자의 이동을 하나의 고리로 보면 의외로 쉽게 이해가 된다. 더욱 쉽게 이해하기위해 솔레노이드의 오른손규칙을 이용하면 전류의 이동방향에 따른 자기의 극성을 알 수 있다. 오른손의 엄지를 세우고 나머지 네 손가락을 달걀을 쥐 듯이 가볍게 구부리면 네게의 가락은 전류의 방향, 엄지손가락은 자기의 방향(N극)이 된다.
즉, 어떤 물질이 이러한 형태의 분자들이 모두 한 방향을 향하고 있으면 자성을 띄게 되는 것이다. 쇠붙이의 경우는 이러한 분자모형들이 제각각이 여러 방향을 향하고 있다가 자석을 가까이 하게 되면 자석의 극성에 유도 (같은 극은 밀어내고 다른극은 당기는)에 의해 방향이 정렬되어 이 쇠붙이 역시 자석이 된다고 생각하면 이해가 쉬울 듯 하다. 또, 이것을 잘 생각해보면 자석을 아무리 잘게 잘라도 N극과 S극이 계속 존재하는 이유를 알 수 있다.(분자단위까지 잘라 보았다는 이야기를 듣질 않아서 그 이후를 아시는 분은 댓글을^^)
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