पहेली आणि बूझो एका ऐशी जागी गेले होते जिथे खूप कचरा मोठ्या ढिगाऱ्यांमध्ये गोळा केला होता. काहीतरी रोमांचक घडत होते! एक क्रेन कचऱ्याच्या ढिगाकडे जात होती. क्रेनचा लांब हात एका ढिगावर एक ब्लॉक खाली आणला. नंतर तो हलू लागला. अंदाज बांधा, काय झाले? क्रेन दूर गेल्यावर लोखंडाचे अनेक कचरा तुकडे ब्लॉकला चिकटले होते (आकृती 10.1)!

आकृती 10. 1 कचऱ्यातून लोखंडाचे तुकडे उचलणे

त्यांनी नुकताच चुंबकांवर एक अतिशय मनोरंजक पुस्तक वाचले होते आणि लगेच समजले की क्रेनच्या टोकाला एक चुंबक जोडलेला असावा जो कचरा यार्डमधून लोखंड उचलत होता.

तुम्ही चुंबक पाहिले असतील आणि त्यांच्याशी खेळून आनंदही घेतला असेल. तुम्ही अशी स्टिकर्स पाहिली आहेत जी अलमारी किंवा रेफ्रिजरेटरच्या दारांसारख्या लोखंडी पृष्ठभागांना चिकटून राहतात? काही पिन होल्डरमध्ये, पिन होल्डरला चिकटल्यासारखे दिसतात. काही पेन्सिल बॉक्समध्ये, लॉकिंग व्यवस्थेशिवाय बंद केल्यावर झाकण घट्ट बसते. अशा स्टिकर्स, पिन होल्डर आणि पेन्सिल बॉक्समध्ये आत चुंबक बसवलेले असतात (आकृती 10.2). तुमच्याकडे यापैकी कोणतीही वस्तू असल्यास, यामध्ये लपलेले चुंबक शोधण्याचा प्रयत्न करा.

आकृती 10.2 काही सामान्य वस्तू ज्यांच्या आत चुंबक असतात

चुंबक कसे शोधले गेले

असे म्हटले जाते की, प्राचीन ग्रीसमध्ये मॅग्नेस नावाचा एक गडी राहत होता. तो आपल्या मेंढ्या आणि शेळ्यांचा कळप जवळच्या डोंगरांवर चरण्यासाठी नेई. तो आपल्या कळपावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी एक काठी घेऊन जाई. काठीच्या एका टोकाला लोखंडाचा एक छोटा तुकडा जोडलेला होता. एके दिवशी डोंगराच्या बाजूच्या एका खडकातून आपली काठी मोकळी करण्यासाठी त्याला जोर लावावा लागला याचा त्याला आश्चर्य वाटले (आकृती 10.3).

आकृती 10.3 डोंगराळ भागात एक नैसर्गिक चुंबक!

असे वाटले की काठी खडकाकडे आकर्षित होत आहे. तो खडक एक नैसर्गिक चुंबक होता आणि त्याने गड्याच्या काठीच्या लोखंडी टोकाला आकर्षित केले. असे म्हटले जाते की नैसर्गिक चुंबक अशाप्रकारे शोधले गेले. अशा खडकांना त्या गड्याच्या नावावरून कदाचित मॅग्नेटाइट असे नाव देण्यात आले. मॅग्नेटाइटमध्ये लोखंड असते. काही लोकांचा असा विश्वास आहे की मॅग्नेटाइट प्रथम मॅग्नेशिया नावाच्या ठिकाणी शोधले गेले. लोखंड आकर्षित करण्याचा गुणधर्म असलेल्या पदार्थांना आता चुंबक म्हणतात. ही कथा अशी आहे.

कोणत्याही परिस्थितीत, लोकांना आता असे आढळले आहे की काही खडकांमध्ये लोखंडाचे तुकडे आकर्षित करण्याचा गुणधर्म असतो. त्यांना हेही आढळले की या खडकांच्या छोट्या तुकड्यांमध्ये काही विशेष गुणधर्म असतात. त्यांनी या नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या पदार्थांना चुंबक असे नाव दिले. नंतर लोखंडाच्या तुकड्यांपासून चुंबक बनवण्याची प्रक्रिया शोधली गेली. यांना कृत्रिम चुंबक म्हणतात.

आकृती 10.4 विविध आकारांचे चुंबक

आजकाल कृत्रिम चुंबक वेगवेगळ्या आकारात तयार केले जातात. उदाहरणार्थ, दंडगोलाकार चुंबक, घोडेखुराच्या आकाराचे चुंबक, वृत्तचित्ताकार किंवा गोलाकार टोकाचे चुंबक. आकृती 10.4 अशा काही चुंबकांचे चित्र दाखवते.

क्रियाकलाप 1

एक प्लास्टिक किंवा पेपर कप घ्या. क्लॅम्पच्या मदतीने तो एका स्टँडवर बसवा जसे आकृती 10.5 मध्ये दाखवले आहे. कपमध्ये एक चुंबक ठेवा आणि त्यावर कागद ठेवा जेणेकरून चुंबक दिसत नसेल. लोखंडापासून बनवलेल्या क्लिपला एक दोरा जोडा. दोऱ्याचे दुसरे टोक स्टँडच्या पायथ्याशी निश्चित करा. (लक्षात ठेवा, येथील युक्ती म्हणजे दोऱ्याची लांबी पुरेशी लहान ठेवणे.) क्लिप कपच्या पायथ्याजवळ आणा. क्लिप हवेत आधाराशिवाय, पतंगाप्रमाणे वर उचलली जाते.

आकृती 10.5 चुंबकाचा परिणाम - हवेत लटकणारी एक पेपर क्लिप!

10.1 चुंबकीय आणि अचुंबकीय पदार्थ

क्रियाकलाप 2

चला मॅग्नेसच्या पावलांवर चालूया. फक्त, यावेळी आपण चुंबक आणि लोखंडाची स्थाने बदलू. आपल्या गड्याच्या काठीच्या टोकाला एक चुंबक असेल. आपण हॉकी स्टिक, चालण्याची काठी किंवा क्रिकेट विकेटवर टेप किंवा काही सरस लावून एक छोटा चुंबक जोडू शकतो. आता शाळेच्या मैदानातून “मॅग्नेस वॉक” वर जाऊया. आपली “मॅग्नेस स्टिक” शाळेच्या मैदानातून काय उचलते? वर्गातील वस्तूंबद्दल काय?

तुमच्या आजूबाजूच्या दैनंदिन वापरातील विविध वस्तू गोळा करा. या वस्तू “मॅग्नेस स्टिक” ने चाचणी करा. तुम्ही एक चुंबक घेऊन या वस्तूंना त्याने स्पर्श करून पाहू शकता की कोणत्या वस्तू चुंबकाला चिकटतात. तुमच्या वहीत टेबल 10.1 प्रमाणे एक सारणी तयार करा आणि तुमची निरीक्षणे नोंदवा.

टेबल 10.1 चा शेवटचा स्तंभ पाहा आणि चुंबकाकडे आकर्षित होणाऱ्या वस्तूंची नोंद करा. आता या वस्तू कोणत्या पदार्थांपासून बनवल्या जातात त्याची यादी करा. चुंबकाकडे आकर्षित होणाऱ्या सर्व वस्तूंमध्ये काही सामान्य पदार्थ आहे का?

आपल्याला समजते की चुंबक काही पदार्थांना आकर्षित करते तर काही चुंबकाकडे आकर्षित होत नाहीत. जे पदार्थ चुंबकाकडे आकर्षित होतात ते चुंबकीय असतात - उदाहरणार्थ, लोखंड, निकेल किंवा कोबाल्ट. जे पदार्थ चुंबकाकडे आकर्षित होत नाहीत ते अचुंबकीय असतात. टेबल 10.1 मधून तुम्हाला कोणते पदार्थ अचुंबकीय आढळले? माती चुंबकीय आहे की अचुंबकीय?

बूझोकडे तुमच्यासाठी हा प्रश्न आहे. एक दर्जी आपल्या शर्टवर बटणे शिवत होता. त्याच्या हातातून सुई जमिनीवर पडली. तुम्ही दर्जीला सुई शोधण्यात मदत करू शकता का?

टेबल 10.1 चुंबकाकडे आकर्षित होणाऱ्या वस्तू शोधणे

क्रियाकलाप 3

वाळू किंवा मातीत एक चुंबक घासा. चुंबक बाहेर काढा. चुंबकाला वाळू किंवा मातीचे कण चिकटले आहेत का? आता, वाळू किंवा मातीचे कण काढून टाकण्यासाठी चुंबक हलके हलवा. काही कण अजूनही त्याला चिकटलेले आहेत का? हे मातीतून उचललेले लोखंडाचे छोटे तुकडे (लोखंडी बुरशी) असू शकतात.

अशा क्रियाकलापाद्वारे, दिलेल्या ठिकाणची माती किंवा वाळूमध्ये लोखंड असलेले कण आहेत की नाही हे आपण शोधू शकतो. हा क्रियाकलाप तुमच्या घराजवळ, शाळेजवळ किंवा सुट्टीत तुम्ही भेट दिलेल्या ठिकाणी करून पहा. लोखंडी बुरशी चिकटलेला चुंबक आकृती 10.6 मधील कोणत्याही एकासारखा दिसतो का?
$\quad$ तुम्हाला काय आढळले त्याची एक सारणी बनवा.

आकृती 10.6 चुंबक ज्याला (a) बरीच लोखंडी बुरशी (b) काही लोखंडी बुरशी आणि (c) लोखंडी बुरशी चिकटलेली नाही.

टेबल 10.2 वाळूत घासलेला चुंबक. किती लोखंडी बुरशी?

जर तुम्ही ही सारणी भरून पहेली आणि बूझो यांना पाठवली, तर ते देशाच्या विविध भागातील मातीत आढळणाऱ्या लोखंडी बुरशीचे प्रमाण तुलना करू शकतील. ते ही माहिती तुमच्याशी सामायिक करू शकतील.

10.2 चुंबकाचे ध्रुव

आपण पाहिले की मातीत घासलेल्या चुंबकाला लोखंडी बुरशी (जर ती असतील तर) चिकटतात. ती चुंबकाला कशा प्रकारे चिकटतात याबद्दल तुम्हाला काही विशेष लक्षात आले का?

क्रियाकलाप 4

कागदाच्या शीटवर काही लोखंडी बुरशी पसरवा. आता, या शीटवर एक दंडगोलाकार चुंबक ठेवा. तुम्हाला काय दिसते? लोखंडी बुरशी संपूर्ण चुंबकावर चिकटतात का? तुम्हाला असे दिसते की चुंबकाच्या काही भागांकडे इतर भागांपेक्षा जास्त लोखंडी बुरशी आकर्षित होतात (आकृती 10.7)? चुंबकाला चिकटलेली लोखंडी बुरशी काढून टाका आणि क्रियाकलाप पुन्हा करा.

आकृती 10.7 दंडगोलाकार चुंबकाला चिकटलेली लोखंडी बुरशी

चुंबकाच्या वेगवेगळ्या भागांकडे लोखंडी बुरशी आकर्षित होण्याच्या नमुन्यात काही बदल तुम्हाला दिसतो का? तुम्ही लोखंडी बुरशीऐवजी पिन किंवा लोखंडी खिळे वापरून आणि वेगवेगळ्या आकारांच्या चुंबकांसह हा क्रियाकलाप करू शकता.
$\quad$ लोखंडी बुरशी चुंबकाला कशा प्रकारे चिकटतात हे दाखवणारे चित्र काढा. तुमचे चित्र आकृती 10.6 (a) मध्ये दाखवल्यासारखे आहे का?
$\quad$ आपल्याला आढळते की दंडगोलाकार चुंबकाच्या दोन्ही टोकांच्या जवळच्या भागाकडे लोखंडी बुरशी अधिक आकर्षित होतात.

पहेलीकडे तुमच्यासाठी हे कोडे आहे. तुम्हाला दोन एकसारखे दंड दिले आहेत जे लोखंडापासून बनवलेले असल्यासारखे दिसतात. त्यापैकी एक चुंबक आहे, तर दुसरा एक साधा लोखंडी दंड आहे. कोणता चुंबक आहे हे तुम्हाला कसे कळेल?

चुंबकाचे ध्रुव या टोकांच्या जवळ असतात असे म्हटले जाते. वर्गात आणण्यासाठी वेगवेगळ्या आकारांचे काही चुंबक आणण्याचा प्रयत्न करा. लोखंडी बुरशी वापरून या चुंबकांवर ध्रुवांचे स्थान तपासा. आता तुम्ही आकृती 10.4 मध्ये दाखवलेल्या प्रकारच्या चुंबकांमध्ये ध्रुवांचे स्थान चिन्हांकित करू शकता का?

10.3 दिशा शोधणे

प्राचीन काळापासून लोकांना चुंबक माहित होती. चुंबकांचे अनेक गुणधर्मही त्यांना माहित होते. चुंबकांच्या उपयोगांबद्दल तुम्ही अनेक मनोरंजक कथा वाचल्या असतील. अशीच एक कथा चीनमधील होआंग ती नावाच्या सम्राटाबद्दल आहे. असे म्हटले जाते की त्याच्याकडे एक रथ होता ज्यावर एक बाईची मूर्ती होती जी कोणत्याही दिशेने फिरू शकत होती. त्याचा हात पुढे केलेला होता जणू मार्ग दाखवत आहे असे (आकृती 10.8). मूर्तीचा एक मनोरंजक गुणधर्म होता. ती अशा स्थितीत विश्रांती घेई की तिचा पुढे केलेला हात नेहमी दक्षिणेकडे दाखवेल. मूर्तीचा पुढे केलेला हात पाहून, सम्राटाला आपल्या रथावर नवीन ठिकाणी गेल्यावर दिशा शोधता येत असत.

आकृती 10.8 दिशा शोधणारी मूर्ती असलेला रथ

चला आपण स्वतःसाठी असा दिशा शोधणारा बनवूया.

क्रियाकलाप 5

एक दंडगोलाकार चुंबक घ्या. ओळखीसाठी त्याच्या एका टोकावर एक खूण करा. आता, चुंबकाच्या मध्यभागी एक दोरा बांधा जेणेकरून तुम्ही ते लाकडी स्टँडवरून लटकवू शकाल (आकृती 10.9). चुंबक मुक्तपणे फिरू शकतो याची खात्री करा. तो विश्रांती घेऊ द्या. चुंबक विश्रांती घेतो तेव्हा त्याच्या टोकांची स्थिती दर्शवण्यासाठी जमिनीवर दोन बिंदू चिन्हांकित करा.

आकृती 10.9 मुक्तपणे लटकवलेला दंडगोलाकार चुंबक नेहमी त्याच दिशेने विश्रांती घेतो

दोन बिंदूंना जोडणारी एक रेषा काढा. ही रेषा चुंबक त्याच्या विश्रांतीच्या स्थितीत कोणत्या दिशेने होता हे दर्शवते. आता, चुंबक कोणत्याही दिशेने हलके ढकलून फिरवा आणि त्याला विश्रांती घेऊ द्या. पुन्हा, विश्रांतीच्या स्थितीत त्याच्या दोन्ही टोकांची स्थिती चिन्हांकित करा. चुंबक आता वेगळ्या दिशेने दाखवतो का? चुंबक इतर दिशेने फिरवा आणि तो कोणत्या अंतिम दिशेने विश्रांती घेतो ते लक्षात घ्या.

चुंबक नेहमी त्याच दिशेने विश्रांती घेतो हे तुम्हाला आढळते का? आता सम्राटाच्या रथातील मूर्तीमागील गूढ तुम्हाला अंदाज लावता येईल का?

लोखंडी दंड आणि प्लास्टिक किंवा लाकडी स्केल घेऊन चुंबकाऐवजी हा क्रियाकलाप पुन्हा करा. या क्रियाकलापासाठी हलक्या वस्तू वापरू नका आणि जिथे हवेचे प्रवाह आहेत तिथे करू नका. इतर पदार्थही नेहमी त्याच दिशेने विश्रांती घेतात का?

आपल्याला आढळते की मुक्तपणे लटकवलेला दंडगोलाकार चुंबक नेहमी एका विशिष्ट दिशेने विश्रांती घेतो, जी उत्तर-दक्षिण दिशा असते. सकाळी उगवणाऱ्या सूर्याची दिशा वापरून तुम्ही जिथे हा प्रयोग करत आहात तिथे अंदाजे पूर्वेकडील दिशा शोधा. जर तुम्ही पूर्वेकडे तोंड करून उभे राहिलात, तर तुमच्या डावीकडे उत्तर असेल. दिशा शोधण्यासाठी सूर्य वापरणे अगदी अचूक नसू शकते, परंतु तुमच्या रेषेवर उत्तर दक्षिणेपासून वेगळे करण्यास मदत होईल. याचा वापर करून तुम्ही चुंबकाचे कोणते टोक उत्तरेकडे दाखवते आणि कोणते दक्षिणेकडे दाखवते हे शोधू शकता.

चुंबकाचे जे टोक उत्तरेकडे दाखवते त्याला त्याचे उत्तर शोधणारे टोक किंवा चुंबकाचा उत्तर ध्रुव म्हणतात.

तुमच्या शाळेचे मुख्य दरवाजे तुमच्या वर्गापासून कोणत्या दिशेला आहेत?

दुसरे टोक जे दक्षिणेकडे दाखवते त्याला दक्षिण शोधणारे टोक किंवा चुंबकाचा दक्षिण ध्रुव म्हणतात. सर्व चुंबकांचे दोन ध्रुव असतात त्यांचा आकार कसाही असो. सहसा, चुंबकांवर उत्तर (N) आणि दक्षिण (S) ध्रुव चिन्हांकित केलेले असतात.

चुंबकाचा हा गुणधर्म आपल्यासाठी अतिशय उपयुक्त आहे. शतकांपासून, प्रवाशांनी दिशा शोधण्यासाठी चुंबकांच्या या गुणधर्माचा उपयोग केला आहे. असे म्हटले जाते की जुन्या काळी, प्रवासी नैसर्गिक चुंबक दोऱ्याने लटकवून दिशा शोधत असत, जे ते नेहमी स्वतःबरोबर ठेवत.

नंतर, चुंबकांच्या या गुणधर्मावर आधारित एक उपकरण विकसित केले गेले. याला कंपास म्हणतात. कंपास सहसा एक छोटा बॉक्स असतो ज्यावर काचेचे झाकण असते. बॉक्समध्ये एक चुंबकीय सुई फिरवली जाते, जी मुक्तपणे फिरू शकते (आकृती 10.10). कंपासवर दिशा चिन्हांकित केलेली एक डायलही असते.

आकृती 10.10 एक कंपास

कंपास जिथे दिशा जाणून घ्यायच्या असतात तिथे ठेवला जातो. त्याची सुई विश्रांती घेताना उत्तर-दक्षिण दिशा दर्शवते. नंतर कंपास अशा प्रकारे फिरवला जातो की डायलवर चिन्हांकित केलेले उत्तर आणि दक्षिण सुईच्या दोन टोकांवर येतात. चुंबकीय सुईचा उत्तर ध्रुव ओळखण्यासाठी, तो सहसा वेगळ्या रंगात रंगवलेला असतो.

10.4 स्वतःचा चुंबक बनवा

चुंबक बनवण्याच्या अनेक पद्धती आहेत. चला सर्वात सोपी पद्धत शिकूया. लोखंडाचा एक आयताकृती तुकडा घ्या. तो टेबलावर ठेवा. आता एक दंडगोलाकार चुंबक घ्या आणि त्याचा एक ध्रुव लोखंडी दंडाच्या एका काठाजवळ ठेवा. दंडगोलाकार चुंबक उचलल्याशिवाय, तो लोखंडी दंडाच्या लांबीने हलवा जोपर्यंत तुम्ही दुसऱ्या टोकापर्यंत पोहोचत नाही. आता, चुंबक उचला आणि त्याच ध्रुवाला (ज्यापासून सुरुवात केली तोच ध्रुव) लोखंडी दंडाच्या त्याच बिंदूवर आणा जिथून तुम्ही सुरुवात केली होती (आकृती 10.11). चुंबक पुन्हा लोखंडी दंडावर त्याच दिशेने हलवा जसे तुम्ही आधी केले होते. ही प्रक्रिया सुमारे 30-40 वेळा पुन्हा करा. लोखंडी दंड चुंबक बनला आहे की नाही हे तपासण्यासाठी एक पिन किंवा काही लोखंडी बुरशी जवळ आणा. नसेल तर, आणखी काही काळ प्रक्रिया चालू ठेवा.

आकृती 10.11 स्वतःचा चुंबक बनवणे

लक्षात ठेवा की चुंबकाचा ध्रुव आणि त्याच्या हालचालीची दिशा बदलू नये. तुम्ही लोखंडी खिळा, सुई किंवा ब्लेड देखील वापरू शकता आणि त्यांना चुंबकात रूपांतरित करू शकता.

आता तुम्हाला चुंबक कसे बनवायचे ते माहित आहे. तुम्हाला स्वतःचा कंपास बनवायला आवडेल का?

क्रियाकलाप 6

दंडगोलाकार चुंबक वापरून लोखंडी सुई चुंबकित करा. आता, चुंबकित सुई कॉर्क किंवा फोमच्या छोट्या तुकड्यातून घाला. कॉर्कला बाऊल किंवा टबमधील पाण्यात तरंगू द्या. सुई पाण्याला स्पर्श करत नाही याची खात्री करा (आकृती 10.12).

आकृती 10.12 कपमधील एक कंपास

तुमचा कंपास आता काम करण्यासाठी तयार आहे. कॉर्क तरंगत असताना सुई कोणत्या दिशेने दाखवते याची नोंद करा. सुई त्यात निश्चित केलेली असताना कॉर्क वेगवेगळ्या दिशेने फिरवा. कॉर्क फिरल्याशिवाय पुन्हा तरंगू लागतो तेव्हा स