Magnetism åk 8 FYSIK
Positiv och negativ laddning och krafterna i anslutning till dessa
Tänk att vi från början har någonting neutralt, ex en neutron. Vid ett betasönderfall
omvandlas just en neutron till en proton, elektron (betastrålning), neutrino, samtidigt
som gammastrålning strålas ut. Elektronen är negativ och protonen är positiv.
Alltså kan något neutralt omvandlas till en positiv del och en negativ del. Man vet att
elektroner och protoner dras till varandra. alltså olika laddning dras till varandra
(attraherar) och lika laddning stöter bort varandra (repellerar).
Då ett magnetfält ändras uppstår alltid en elektrisk ström. Då en elektrisk ström flyter
bildas alltid ett magnetfält.
Nord och sydpol på en magnet och hur dessa förhåller sig till varandra
Nord (röd) och sydpol (vit) på en magnet
fungerar på samma sätt som olika
laddningar. Olika poler från två olika
magneter attraherar varandra. Lika poler från
två olika magneter repellerar varandra..
Fältlinjer runt en magnet visas. Fältlinjerna
framträder om man ovanpå magneten lägger
ett overheadpapper, där man sprider ut
järnfilsspån. Knackar man lite lätt på pappret
visas detta mönster.
Järnfilsspånen influeras av magnetens
magnetfält. Man säger att fältlinjerna går från
magnetisk nordpol till magnetisk sydpol.
Jordens magnetiska poler
Här visas jorden precis som vi uppfattar
den. Sverige ligger närmare ganska långt
norrut. här är Sverige ganska mycket
förstorat i förhållande till hur stor jorden är.
Som synes ligger jordens magnetiska
sydpol nästan på det vi i dagligt tal kallar
nordpolen (geografiska nordpolen). Den
magnetiska sydpolen sammanfaller alltså ej
med den geografiska nordpolen. Jordens
magnetiska pol flyttar sig hela tiden och det
verkar för tillfället som om den magnetiska
sydpolen närmar sig den geografiska
nordpolen.
Fältlinjer från den magnetiska nordpolen
söker sig till den magnetiska sydpolen.
Detta gör att fältlinjerna över ekvatorn löper
parallellt med jordytan.
Vinkeln mellan den geografiska nordpolen
och den magnetiska sydpolen är kraftigt
En kompassnål enligt nedan kommer alltså
överdriven för att åskådliggöra att de inte
att ställa in sig längs fältlinjerna som alltså
sammanfaller.
leder mot den magnetiska sydpolen.
Skillnaden mellan den geografiska nordpolen och den magnetiska sydpolen kallas
missvisning. Missvisningen är specifik för vilket områden en karta täcker. Från Sverige
sett ligger den magnetiska sydpolen nästan bakom den geografiska nordpolen. Detta
gör att missvisningen när närvarande är noll grader.
Hur en kompass fungerar
En kompass består av en kompassnål och ett kompasshus. Kompasshuset kan
roteras. Kompassnålen pekar alltid mot norr. Hur gör man då för att navigera med en
kompass. På figuren visas en riktkompass.
Den röd-vita pinnen är en järnpinne
som är magnetiserad. Den
inneboende magnetiseringen gör att
den magnetiska nålen ställer in sig
enligt jordens magnetfält och alltid
pekar mot norr. Den röda delen av
nålen pekar alltid mot norr.
Kompassen läggs på kartan.
Nu finns ingen karta under
kompassen men låtsas att det finns
en. Norr på kartan är uppåt.
Kompassens längsriktning läggs så
att kompassens kant riktas från där
man är på kartan till dit man vill gå. I
detta fall vill man gå mot sydväst.
Därefter roterar man kompasshuset
tills dess att kompasshusets linjer i
botten pekar mot norr. Detta behöver
inte betyda att kompassnålen pekar
mot norr som bilden visar.
Därefter tar man bort kompassen från
kartan och roterar den så att
kompassnålen pekar i
kompasshusets riktning. Precis som
bilden visar.
Därefter går man mot sydväst i just
den riktning som hela kompassen
pekar mot.
Åska
Åska bildas genom att en laddningsskillnad
byggs upp i ett moln. En Laddningsskillnad
kan även byggas upp mellan två moln eller
mellan moln och marken. Hur denna
spänningsskillnad egentligen uppkommer
finns det delade meningar om.
Under sommaren förekommer ibland kraftiga
uppvindar. Detta ofta till följd av att varm fuktig
luft stiger över land i närheten av hav. Land
har alltså värmts upp av solen medan vattnet
har kvar sin temperatur på kanske 20 oC.
Detta gör att luften stiger över land. Ofta
skapas dessa uppvindar under eftermiddagen
då land verkligen har blivit ordentligt varmare
än vattnet. Då den varma luften har stigit
tillräckligt högt upp kommer fukten att
kondensera. Detta eftersom det är kallare
högre upp i atmosfären. Högre upp bildas
även iskristaller. Molnet kommer att skymma
solen från att lysa på marken varvid marken
blir kallare. Kallare speciellt under molnets
bakre del. Luften stiger i molnets framkant och
bildar fallvindar i molnets bakkant.
Uppvindarna består av kondenserat vatten.
Fallvindarna består av snö och iskristaller.
Genom att partiklar har olika rörelseriktning uppstår elektriska laddningar. Ofta blir
överdelen av molnet positivt laddat och underdelen negativt laddad. En
spänningsskillnad har uppstått.
Spänningsskillnaden utjämnas genom att en blixt uppstår. Blixtar inom och mellan
moln kallas molnblixtar. Blixtar mellan moln och mark kallas jordblixtar. Ibland går
blixten mellan en nedre del av ett moln och marken. Molnets nedre del är negativt
laddad och marken kommer då vara positivt laddad. Detta eftersom markens
negativa joner repellerats längre ner pga. molnets negativa laddning. Elektroner från
molnet går mot marken.
Blixtar uppstår på följande sätt. En kraftig spänningsskillnad uppstår exempelvis
mellan moln och mark. En blixtkanal bildas genom små urladdningar som kallas
förurladdningar. Man kan tänka sig att blixtkanalen bildas där ledningsförmågan är
bäst samt avståndet mellan moln och mark är kortast. Därefter kommer en joniserad
våg att skickas genom blixtkanalen. Det är då blixten uppstår och kan ses med sitt
karakteristiska sken och struktur. Blixten kan nå en hastighet av 100 000 km/s. Då
strömmen (50 000 -500 000 A) skickas igenom ökar temperaturen från omkring 0 o C
till 30 000 oC. Denna enorma temperaturökning gör att luften expanderar med sådan
fart att en ljudvåg bildas. Ljudet utbreder sig med en hastighet av 340 m/s. Dånet från
åskan når åhöraren under en viss tid...åskan brakar och låter...eftersom blixten går i
zick-zack kommer ljudet att nå åhöraren från olika avstånd, från olika punkter på
blixten.
Om åskan kommer, lite råd:
Tala ej i telefon eftersom kraftiga strömmar kan färdas i telefonledningar.
Vistas ej på höga områden i terrängen - blixten tar kortast väg till marken - ditt
huvud utgör då högsta punkten.
På golfbanan är golfaren högsta punkten - farligt
I segelbåt bör man ha åskledare. En metallisk ledare som går från masten till
havet och avleder ett eventuellt blixtnedslag i masten.
Innan åskväder: dra ur telefonjack samt antenn till ex TV.
Att vistas i en bil är bra eftersom bilen fungerar som Faradays bur. Dvs., om
blixten slår ner i bilen kommer laddningarna, minusladdningarna att hålla sig
så långt ifrån varandra som möjligt. dvs., i ytterdelen av karossen. Strömmen
går alltså ej genom förarsätet. Vissa menar att sitta i bil ändå inte är helt
säkert.
Att träffas av blixten är inte vanligt. I Sverige träffas i genomsnitt en person per år av
blixten. Osannolikt nog har vissa personer träffats av blixten flera gånger.
