Toruński doświadczalnik z fizyki: Elektromagnetyzm

redaktorzy: Andrzej Karbowski, Grzegorz Karwasz

65,00 zł Najniższa cena z 30 dni: 65,00 zł

Wysyłamy w przeciągu 5 dni roboczych

szt

46,00 zł Najniższa cena z 30 dni: 46,00 zł PDF

szt

Rok wydania:2026 Nr wydania:Wydanie pierwsze Liczba stron:252 ISBN:978-83-231-6334-3 eISBN:978-83-231-6335-0 DOI: https://doi.org/10.12775/978-83-231-6335-0

OPIS

Fizyka bez doświadczeń traci cały swój urok. W Toruńskim doświadczalniku przedstawiamy Państwu serie prostych eksperymentów dydaktycznych z zakresu elektromagnetyzmu. Większość z nich powstała w ramach projektów EU koordynowanych przez Katedrę Dydaktyki Fizyki Uniwersytetu Mikołaja Kopernika i jest efektem współpracy całej grupy autorów. Proponowane tematy to nowe podejścia do „klasycznych" odkryć, jak prawo Ampere'a, oraz doświadczenia „kieszonkowe", które każdy nauczyciel (a także uczeń) może przeprowadzić we własnym zakresie. Książkę nazwaliśmy „doświadczalnikiem', ponieważ jest ona kontynuacja Toruńskich podręczników z fizyki oraz Zbirki zadań "danej wspólnie z Univerzita Karlova w Pradze. Materiały wideo, zdjęcia i krótkie opisy (również w innych językach - angielski, włoski, kazachski) znajdziecie Państwo na stronach internetowych Katedry Dydaktyki fizyki UMK.

SPIS TREŚCI Wstęp / 9

I. Zestaw dydaktyczny do elektromagnetyzmu / 11
A. Karbowski, K. Służewski, G. Karwasz

II. Opisy doświadczeń z elektromagnetyzmu / 19
A. Karbowski, K. Służewski, M. Sadowska, K. Rochowicz, G. Karwasz

1. Magnesy i materiały magnetyczne / 19
1.1. Magnetyczne „żuczki” / 19
1.2. Magnetyczny „pies na smyczy” / 21
1.3. Materiały magnetyczne / 23
1.4. Pływające magnesy / 25

2. Pola magnetostatyczne / 26
2.1. Badanie pola magnetycznego za pomocą opiłków żelaza / 26
2.2. Badanie pola magnetycznego za pomocą magnetycznych pieczątek i „wykrywacza” pola magnetycznego / 28
2.3. Badanie pola magnetycznego za pomocą klocków magnetycznych i kulek (Geomag) / 30

3. Oddziaływania magnetostatyczne / 33
3.1. Oddziaływania między dwoma magnesami / 33
3.2. Kolumienka magnesów – obwarzanków / 35
3.3. Siła przyciągania: pomiar przy użyciu dynamometru / 38
3.4. Siła odpychania: magnesy sztabkowe (Geomag) w rurce / 39
3.5. Tory kulek w polu magnetycznym / 41

4. Pole magnetyczne Ziemi / 42
4.1. Oddziaływanie magnesu na igły magnetyczne / 42
4.2. Magnes zakręcający na równi pochyłej / 44

5. Magnetyczne efekty przepływu prądu elektrycznego / 46
5.1. Doświadczenie Oersteda – wersja pionowa (czyli doświadczenie Ampère'a) / 46
5.2. Doświadczenie Oersteda – wersja pozioma / 49
5.3. Siła magnetyczna między dwoma równoległymi przewodami (definicja ampera) / 52
5.4. Pole magnetyczne wokół cewki / 53
5.4.1. Pole magnetyczne wewnątrz pojedynczego zwoju / 53
5.4.2. Pole magnetyczne wewnątrz solenoidu / 55
5.4.3. Wzajemne oddziaływanie cewki i magnesu / 57
5.5. Żelazny rdzeń wewnątrz cewki / 59

6. Siła magnetyczna działająca na przewód z prądem – siła Lorentza / 61
6.1. Doświadczenie Pohla (siła działająca na ramkę z prądem) / 61
6.2. Zwój z przewodnika między biegunami magnesów / 65
6.3. Silniki elektryczne / 66
6.3.1. Silnik na spinaczach / 66
6.3.2. Silnik z jedną „pętlą” / 68
6.3.3. Silnik z dwoma „skrzydełkami” („silnik-mikser”) / 70

7. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej / 72
7.1. Siła elektromotoryczna indukowana w poruszającym się przewodzie / 72
7.2. Siła elektromotoryczna indukowana w cewce / 73
7.3. Prądy wirowe (Foucaulta) / 77
7.3.1. Leniwe wahadło / 77
7.3.2. Hamulec elektromagnetyczny / 80
7.3.3. „Pijany” magnes / 82
7.3.4. Magnes zsuwający się po miedzianej równi / 83

7.3.5. Spadający magnes w rurze z miedzi
(bez nacięć i z nacięciami) / 85
7.3.6. Łagodnie lądujący magnes / 90

8. Generatory prądu / 92
8.1. Latarka „dynamo” / 92
8.2. Silnik Stirlinga i dynamo / 94

9. Zwojnice i transformatory / 95
9.1. Indukcja w układzie dwóch zwojnic / 95
9.2. Transformator z rdzeniem / 98

10. Elektrostatyka / 101
10.1. Naładowane papierowe cekiny / 101
10.2. Doświadczenie choinkowe / 105
10.3. Elektrofor Volty / 108
10.4. Świeczka w polu elektrycznym / 112
10.5. Elektrostatyczna kołatka / 115

11. Elektrochemia / 121
11.1. Stos Volty / 121
11.2. Matrix, czyli ludzka bateria / 126
11.3. Miernik „inteligencji” / 128

12. Elektromagnetyzm w skali makro / 131
12.1. Pole magnetyczne Ziemi / 131
12.1.1. Pole magnetyczne Ziemi (pomiary jakościowe) / 131
12.1.2. Pole magnetyczne Ziemi (pomiar komputerowy) / 133
12.1.3. Pole magnetyczne Ziemi (konfiguracja) / 135
12.2. Pola magnetyczne w kosmosie / 137
12.2.1. Pola magnetyczne w kosmosie: Słońce / 137
12.2.2. Pola magnetyczne w kosmosie: przestrzeń międzygwiazdowa / 138

III. Scenariusze lekcji / 141
M. Sadowska, G. Karwasz

Pole magnetyczne wokół magnesu / 142
Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem / 150
Siła elektrodynamiczna / 159
Zjawisko indukcji elektromagnetycznej / 167
Samochód „na wodę” / 177

IV. Artykuły dydaktyczne / 183

Stara, poczciwa maszyna elektrostatyczna
(„Fizyka w Szkole”, 5/2011) / 184
M. Grygiel (Sadowska), G. Karwasz

Eksperymentalne wariacje na temat prawa Lenza
(„Fizyka w Szkole”, 6/2017) / 204
A. Karbowski, K. Śluzewski, K. Fedus, G. Karwasz

Samochód „na wodę” („Fizyka w Szkole”, 4/2019) / 227
G. Karwasz, K. Wyborska, A. Karbowski, A. Kamińska, T. Bury

V. Zakończenie / 245
VI. Spis cytowanych pozycji literaturowych w poszczególnych rozdziałach / 247

Recenzje