الفيزياء

نشاط عملي يوّضح كيفية الوصول إلى “نقطة كيوري”

2011 الكهرباء والمغناطيسية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

نقطة كيوري الفيزياء

الأهداف:

1- تسخين مشبك الأوراق حتى يبلغ نقطة كيوري.

2- استخدام الحرارة لإزالة المغنطة من إحدى المواد.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– منصبان بثلاث قوائم أو مسندان.

– مغناطيس قوي دائري الشكل.

– خيط.

– مشبك أوراق.

– بطارية 6 فولتات.

– أسلاك توصيل مزودة بملاقط مسننة

 

خطوات العمل:

1- علّق المغناطيس بخيط على أحد المنصبين.

2- استعمل خيطاً آخر لربط مشبك الأوراق بين قائمتي المنصب الثاني. يجب أن يكون مشبك الأوراق على ارتفاع المغناطيس نفسه في المنصب الأول.

3– قارب بين المنصبين إلى أن يقوم المغناطيس بجذب المشابك والالتصاق به.

4- استخدم المقلط المسنن في أحد سلكي التوصيل لتثبيت مشبك الأوراق من الطرفين، ثم اربط الطرفين الآخرين من أسلاك التوصيل بقطبي البطارية بأي طريقة تشاء.

5- عندما يسخن مشبك الأوراق، ينبغي أن ينفصل المغناطيس عن المشبك، وقد يكون المشبك ساخناً عندئذٍ، لذلك تجنب لمسه.

 

عندما يبتعد المغناطيس عن مشبك الأوراق، افصل وانتظر بعض الوقت إلى أن يبرد مشبك الأوراق. تجنب ملامسة المشبك قبل أن يبرد تماماً. انتظر حوالي خمس دقائق.

عندما يبرد مشبك الأوراق قارب بينه وبين المغناطيس مرة أخرى. من المفروض أن ينجذبا إلى بعضهما ويلتصقا.

وربما ترغب في إعادة التجربة باستخدام نوع آخر من المعادن، كالمسامير الحديدية أو الأسلاك الرفيعة.

 

وهناك طرق أخرى تستطيع من خلالها أن تزيل المغنطة عن المغناطيس المؤقت.

قم بمغنطة مسمار حديدي من خلال دلكه بلطف بمغناطيس دائم مع تحريك المغناطيس نحو جهة واحدة فقــــط، ستشير بعض المناطق المغناطيسية إلى الاتجاه ذاته.

 

تحقق من تمغنط المسمار بملامسته مع مشبك الأوراق والتأكد من التصاقهما معاً. خذ مطرقة وضع المسمار على الرصيف أو على سطحٍ قاسٍ ثم اطرقه بالمطرقة (التمس دائماً نصيحة أحد الكبار قبل القيام بهذا العمل!) .

إن ضرب المسمار بالمطرقة سيؤدي إلى بعثرة المناطق المغناطيسية وإزالة المغنطة من المسمار. تحقق من ذلك بوضع المسمار قرب مشبك الأوراق مرة أخرى.

 

تحليل النشاط:

لا بد أنك تحققت من أن المغناطيس قد انفصل عن مشبك الورق بعد وقت قصير من وصل البطارية.

عندما يسري التيار الكهربائي عبر المعدن فإنه يسخن، وعندما يسخن معدن مشبك الورق ويصل إلى نقطة كيوري تتناثر مناطقه المغناطيسية.

وعندما يحصل هذا فإن مشبك الأوراق يفقد مجاله المغناطيسي. ما يؤدي إلى انفصال وابتعاد المغناطيس.

 

وحالما يبرد المعدن إلى درجة أدنى من نقطة كيوري، يصبح ممغنطاً مرة أخرى فيلتصق به المغناطيس.

لا يمكن أن تصبح جميع المواد أو المعادن مغناطيسات دائمة عندما توضع بجانب مغناطيس آخر . وتسمى المواد التي يمكن أن تتحول إلى مغناطيسات دائمة " المغانط (المغناطيسات) الحديدية ".

ويُعد الحديد والكوبالت والنيكل والجادولينيوم والديسبرسيوم (عنصران فلزيان) المغناطيسات الحديدية الوحيدة.

 

رغم وجود عدد كبير من الخلائط والمركبات المعدنية التي تصنف أيضاً على أنها مغناطيسيات حديدية.

تصنع مشابك الأوراق عادة من الفولاذ الذي يتكون من خليط سبائكي مؤلف من الحديد والكربون، ويجب أن يحتوي مشبك الأوراق على كمية كافية من الحديد كي يصبح ممغنطاً وينجذب إلى المغناطيس.

وإذا لم ينجذب إلى المغناطيس، فربما يكون مصنوعاً من مادة أخرى ويترتب عليك في هذه الحالة استخدام سلك حديدي رفيع بدلاً منه.

 

استكشاف الأخطاء وتصحيحها

لماذا لم ينفصل المغناطيس عن مشبك الأوراق؟

قد تكون شحنة البطارية التي استخدمتها في تجربتك ضعيفة، بحيث لم تتمكن من تسخين مشبك الأوراق حتى نقطة كيوري. وبدلاً من استخدام بطارية أكبر، جرب أن تستخدم سلكاً حديدياً أو فولاذياً أرفع.

 

ما سبب مغناطيسية الأرض؟

رغم أن درجة حرارة الحديد المنهصر في باطن الأرض تفوق نقطة كيوري، إلا أن الأرض لها خاصية مغناطيسية، وسبب ذلك غير معروف.

وتقول إحدى النظريات إن سبب هذه المغناطيسية هو التيارات الكهربائية الشديدة التي تسري حول النواة الداخلية للأرض، فتحدث مجالاً مغناطيسياً أثناء حركتها.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪جسور مدينة كونيجسبيرغ: لغز أثمر ولادة فرع رياضياتي جديد
أحمد محمد جواد الحكيم باحث وأكاديمي في علم الرياضيات
تتسم معظم الألغاز التي يتناقلها الناس عادة بالبساطة، وتسعى إلى تحقيق المتعة والتسلية والترفيه واختبار القدرات العقلية للفرد، من خلال التحدي والإثارة. لكن مع بساطة هذه الألغاز فقد استحوذ قسم منها على اهتمام بعض علماء الرياضيات، الذين احتاجوا من أجل حلها إلى نهج جديد من التفكير العقلي يعتمد كثيراً على الحدس وقوة التمثيل البياني لهذه الألغاز، بدلا من الطريقة الاستنتاجية المنطقية.
ومن ... (قراءة المقال)