Мотивы изучения магнитных свойств вещества в школьном курсе физики

Размещено на http://allbest.ru

Мотивы изучения магнитных свойств вещества в школьном курсе физики

Бурцева И.В.

Аннотация

Статья посвящена изучению магнитных свойств вещества в школьном курсе физики. В статье рассматривается важность знаний, полученных в результате изучения магнитных свойств, для различных приложений в физике, материаловедении и технике. Определена значимость совершенствования и внедрения новых методологий и технологий для экспериментальных исследований в этой области.

Ключевые слова: магнитные свойства веществ, ферромагнетизм, парамагнетизм, диамагнетизм, инновационные методы, эксперимент.

Annotation

The article is devoted to the study of the magnetic properties of matter in a school physics course. The article discusses the importance of knowledge gained from the study of magnetic properties for various applications in physics, materials science and engineering. The importance of improving and introducing new methodologies and technologies for experimental research in this area has been determined.

Key words: magnetic properties of substances, ferromagnetism, paramagnetism, diamagnetism, innovative methods, experiment.

Физика, основная наука, естественно-математическая дисциплина, которая исследует материалы и процессы их преобразования. Ключевым направлением в физике является исследование магнитных характеристик веществ нынешними и будущими исследователями, что подчеркивает значимость этого предмета как научной и образовательной области.

Стоит отметить, что преподаватели физики должны учитывать исторический контекст преподавания, чтобы сообщить учащимся средних образовательных школ о том, что магнитные камни, известные как магниты, были обнаружены с древних времен. Эти камни, названные, вероятно, в честь Магнезии в Малой Азии, состоят из химического соединения железа и кислорода, известного как магнитная железная руда. За последние 300 лет физики с помощью экспериментов и теории обнаружили, что, когда вещество находится в магнитном поле определенной силы, магнитная сила внутри материала может отличаться от напряженности поля вне его.

Благодаря достижениям в научном понимании ферромагнитные, ферримагнитные и антиферромагнитные материалы получили признание и стали применяться в практическом использовании в конце двадцатого и начале двадцать первого веков. Исследования, проведенные за последние три столетия, показывают, что большинство материалов в физическом мире обладают диамагнетизмом. Эти материалы включают такие элементы, как углерод, фосфор, сера, сурьма, серебро, золото, медь, ртуть и висмут, а также воду и почти все органические соединения[1, с. 45]. Школьный учитель мог бы объяснить диамагнетизм вещества, ссылаясь на его физическую основу.

Общий магнитный эффект в диамагнетиках равен нулю, поскольку отдельные магнитные моменты (орбитальный, спиновый и ядерный) нейтрализуют друг друга. Под воздействием внешнего магнитного поля диамагнитное вещество генерирует магнитный момент, противодействующий внешнему полю, в соответствии с правилом Э. Х. Ленца (1804 - 1865). Это приводит к образованию противоположного магнитного поля, уменьшающего интенсивность внешнего поля.

На факультативных курсах по физике и химии в старших классах средней школы учащиеся изучают понятия диамагнетизма как из классической физики, так и из современных теорий П. Ланжевена (1872 - 1946) и Л.Д. Ландо (1908 - 1968). Основное внимание уделяется развитию творческих способностей, активного мышления и научных знаний на основе принципов преподавания с упором на научные и исторические перспективы.

Опыт преподавания показывает, что, изучая основы теории диамагнетизма посредством моделирования, старшеклассники получают более глубокое понимание алгебры и вводного анализа в современной учебной программе средней школы [2, с. 28]. Таким образом, изучение классических и квантовых концепций диамагнетизма в старших классах средней школы помогает унифицировать учебные и научные знания о явлениях природы для младших школьников.

Изучение магнитных свойств материи включает изучение того, как материалы взаимодействуют с магнитными полями [3, с. 83]. Эта область исследований изучает такие явления, как ферромагнетизм, парамагнетизм и диамагнетизм, чтобы понять, как материалы реагируют на магнитные силы на атомном и молекулярном уровнях [4, с. 37]. Исследователи исследуют выравнивание магнитных моментов в материалах, изучают магнитные домены и исследуют взаимосвязь между намагниченностью, восприимчивостью и температурой [5, с. 67]. Знания, полученные в результате изучения магнитных свойств, имеют решающее значение для различных приложений в физике, материаловедении и технике.

В соответствии с современными стандартами курсов старших классов средней школы, полагаться только на теоретические знания для изучения магнитных свойств недостаточно [6, с. 35]. Следовательно, эксперименты имеют решающее значение для исследования этого вопроса. Тем не менее, традиционные эксперименты не могут полностью раскрыть фундаментальные магнитные свойства, что подчеркивает необходимость совершенствования и внедрения новых методологий и технологий для экспериментальных исследований в этой области. В рамках учебной программы по физике основной целью является создание инновационных методов и экспериментов для изучения магнитных свойств.

Изучение магнитных свойств вещества в школьном курсе физики преследует несколько целей:

1. Понимание основ: помогает учащимся понять основные принципы магнетизма и поведения магнитных материалов, закладывая основу для изучения более сложных тем физики.

2. Практическое применение. Знание магнитных свойств необходимо для различных реальных приложений, таких как проектирование электронных устройств, магнитных носителей информации и технологий медицинской визуализации.

3. Концептуальное развитие: изучение магнитных свойств помогает развить у учащихся концептуальное понимание электромагнетизма, что приводит к более глубокому пониманию связанных тем, таких как электричество и магнетизм.

4. Навыки решения проблем. Анализ магнитных явлений улучшает навыки критического мышления, требуя от учащихся применения теоретических концепций для решения проблем и прогнозирования результатов.

5. Исследования и инновации. Изучение магнитных свойств может вызвать любопытство и интерес к исследованиям, что потенциально приведет к инновациям в области магнетизма и его приложений.

Таким образом, изучение магнитных свойств материи в школьном курсе физики обеспечивает фундаментальное понимание магнетизма, развивает навыки критического мышления и открывает путь для практического применения и дальнейших исследований в области физики.

Список использованных источников

1. Каримов М.Ф. Роль принципа историзма в проектировании и реализации подготовки будущих учителей-исследователей информационного общества // Сибирский педагогический журнал. - 2007. - № 8. - С. 272 - 278.

2. Каримов М.Ф. Начала естествознания по Демокриту и их значения для становления науки и дидактики // История и педагогика естествознания. - 2012. - № 4. - С. 27 - 31.

3. Кандаурова Г.С., Васьковский В.О., Каримов М.Ф. Магнитные свойства и доменная структура неоднородных аморфных пленок Gd-Co // Физика металлов и металловедение. - 1981. - Т.51. - Вып.1. - С. 81 - 88.

4. Каримов М.Ф. Роль классического университета в подготовке будущих учителей-исследователей// Вестник Московского университета. Серия 20. Педагогическое образование. - 2006. - № 1. - С. 37 - 42.

5. Каримов М.Ф. Прикладная химия Джабира ибн Хайяна и ее роль в естествознании // Башкирский международный научный журнал «Символ науки» № 07/2017 ISSN 2410-700Х химический журнал. - 2011. - Т. 18. - № 1. - С. 67 - 70. магнитный школа мышление методология

6. Каримов М.Ф. Информационные моделирование и технологии в научном познании школьниками действительности // Наука и школа. - 2006. - № 3. - С. 34 - 37.

Размещено на Allbest.ru