초등 과학 자석을 얼리고 자석을 달궈볼까?

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자석을 얼리고 자석을 달궈볼까?

글∣이화정(서울구의초등학교 교사, here2you@hanmail.net)

탐구에 앞서

우리 주변에서 자석을 이용한 물체들이 많이 있습니다. 자석을

꽁꽁 얼려보고, 뜨겁게 불에 달구어도 자석의 성질을 그대로

가지고 있을까요? 자석의 힘이 어떤 물체이든지 모두 통과될

까요? 자석에 대한 궁금증을 직접 실험을 통해 알아봅시다. 단,

불을 사용하는 실험은 위험하니까 반드시 부모님의 도움을 받

도록 합시다. 그럼 신기한 자석의 세계로 들어가 볼까요?

탐구할 주제

• 자석을 얼리거나 불에 달구었을 때 자석의 자기력 세기 변화

를 알아본다.

• 자석의 자기력선이 여러 가지 받침판의 재질과 두께에 따라

어떻게 변화하는지 알아본다.

준비할 재료

<자석을 얼리거나 달궈보자.>클립, 철가루, 아크릴판, 막대자석, 타이머, 점화기, 알콜램프

<자석의 자기력선이 통과하는 받침판은 무엇일까?>막대자석, 마스크, 여러 가지 재질의 받침판, 비닐장갑, 신문지, 철가루

이렇게 탐구해요

1. 자석을 얼리거나 달궈보자.

① 원래 막대자석의 달라붙는 클립의 수와 자기력선을 관찰한다.

② 시간을 재면서 자석을 불에 달군다.(위험하므로 반드시 부모님의 도움을 받습니다.)

2011 + Autumn 65

③ 가열한 자석에 클립을 붙여본다.

④ 가열한 자석의 자기력선을 관찰해 본다.

⑤ 자석을 냉동고에 얼린다.

⑥ 불에 달군 자석, 일반 자석, 얼린 자석에 클립을 붙여본다.

2. 자석의 자기력선이 통과하는 받침판은 무엇일까?

① 아크릴판 ② 종이판

③ 나무판 ④ 고무판

⑤ 유리판 ⑥ 구리판

⑦ 철판

결과를 정리해요

1. 자석을 얼리거나 달궈보자.• 자석을 불에 달구거나 얼리고 난 후 클립을 붙여보면 어떤

변화가 있었는지 관찰하고 관찰한 내용을 적어 보세요.

• 자석을 불에 달구거나 얼린 것이 자석의 힘에 왜 변화를 주

는지 생각해 볼까요?

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2. 자석의 자기력선이 통과하는 받침판은 무엇일까?• 자석의 자기력선이 통과하는 받침판과 통과하지 못하는 받

침판은 어떤 것인지 분류하여 적어보세요.

• 자석의 자기력선이 통과하는 받침판과 통과하지 못하는 받

침판의 특징은 무엇인지 관찰하고 그 이유를 적어보세요.

실험상의 유의점

1. 자석을 얼리거나 달궈보자.• 알콜 램프를 구하기 어려우면 석쇠나 집게를 사용할 수 있습

니다. 매우 위험한 실험이기 때문에 반드시 어른과 함께 합

니다.

• 가열하는 시간과 얼리는 시간을 측정하여 결과를 정리하면

더 정확한 실험을 할 수 있습니다.

2. 자석의 자기력선이 통과하는 받침판은 무엇일까?• 철가루는 인체에 유해하므로 반드시 마스크와 위생장갑을

착용하고 환기가 가능한 곳에서 실험을 합니다.

• 자석에서 받침판의 높이는 일정하게 유지해야 정확한 실험

결과가 가능합니다.

참고사항

1. 자석과 온도의 관계

자석의 온도가 올라가면 자력이 약해질까?

－약해진다. 단, 자석의 종류에 따라 다르다.

• 페라이트 자석

이 자석은 열에 의해 자성의 손실(열감자)이 큰 자석이다. 20℃

를 100으로 했을 때, 50℃에서 약 90%(10% 줄어듦), 100℃에

서 약 80%, 200℃에서 약 50%선으로 자석의 힘이 약해진다.

그렇지만 200℃정도로 가열한 후에 상온으로 온도를 유지해주

면 원래의 자석의 힘을 회복한다.

• 알리코자석

이 자석은 제일 열감자가 적은 자석이다. 20℃를 100으로 했을

때, 100℃에서 약 97%, 200에서 약 95%, 300℃에서 약 90%

로 떨어진다.

• 네오디늄자석

이 자석은 열감자가 비교적 큰 자석이다. 20℃를 100으로 했을

때, 50℃에서 약 95%선으로 떨어진다. 또 이 자석은 상온으로

되돌아와도 원래의 자력을 회복하지 않는다.

2. 자석의 자력을 차단할 수 있을까?자석을 끊임없이 자력을 방출하고 있다. 자력은 많은 물질을

투과하므로 자력을 완전하게 차단할 수 없지만, 철(鐵)을 사용

해 어느 정도는 차단하는 것이 가능하다. 자석에 철을 붙이면,

철을 강자성체이므로 자석이 되어버린다. 그러나 자석의 붙인

면과 반대의 면에서는 자력이 거의 감지되지 않는다. 이것은

철과 자석이 자기회로를 만들어, 자력은 바깥으로 나오지 않고

철의 안쪽을 지나고 가기 때문이다. 단지, 자력의 힘이나 철의

두께에 의해서 자력을 차단하는 양은 변하기 때문에, 정확하게

수치로 나타내는 것은 곤란하다.

출처 http://blog.naver.com/paynoh(MC자석산업)