Arbeitsblatt: Experiment-Welche_Materialien_sind_magnetisch?

Welche Materialien sind magnetisch? In dieser Einheit erforschen die SchülerInnen, welche Materialien magnetisch sind und welche nicht. Zyklus 3-4 Dauer: 30 Minuten Benötigtes Material (Stab-)Magnet magnetische Materialien zum Testen: z. B. Eisen-Nagel, 1-, 2- und 5-Cent-Münzen, 1€ und 2€-Münzen nicht-magnetische Materialien zum Testen: z. B. 10-, 20- und 50-Cent-Münzen, Kork, Holz, Schwamm, Glas, Porzellantasse, Bleistift, Ast, Stein, Papier, Legostein, Tuch, u. Ä. Ablauf Schritt 1: Stellt eine Frage und formuliert Hypothesen. Die Frage, die wir uns in dieser Einheit stellen lautet: Welche Materialien sind magnetisch? Frage die SuS was ein Magnet ist und welche Gegenstände/Materialien magnetisch sind und welche nicht. Lasse sie Hypothesen (Behauptungen, Vermutungen) aufstellen und halte die stärksten Hypothesen an der Tafel fest. Es bietet sich eine Tabelle an. Die richtige Antwort zu finden ist hier nebensächlich. Es geht vielmehr darum Ideen zu entwickeln und herauszufinden, was die SuS bereits wissen. Schritt 2: Führt das Experiment durch Um herauszufinden welche Materialien magnetisch sind, sollen die SchülerInnen einen einfachen (Stab-)Magneten an die einzelnen Gegenstände halten. Wird der Gegenstand angezogen, ist er magnetisch. Schritt 3: Beobachtet was passiert Lasse die SuS beobachten, was passiert. Welche Gegenstände werden angezogen, welche nicht? Hatten die SuS dies so vorausgesagt? Lasse sie die Ergebnisse diskutieren. Sie können in der Tabelle festgehalten werden. Schritt 4: Erklärt das Ergebnis Ein Magnet besitzt einen Nord- und einen Südpol, zwischen denen Feldlinien verlaufen (von Nord nach Süd). Diese beschreiben das Magnetfeld, das einen Magneten umgibt. Wenn magnetische Stoffe in das Magnetfeld eines Magneten eintreten, werden sie bei diesem Vorgang auch selbst magnetisiert. So entstehen die Anziehungskräfte. Die Elemente Eisen, Kobalt und Nickel sind magnetische Stoffe und reagieren auf dieses Magnetfeld. Da 1-, 2- und 5-Cent-Münzen einen Kern aus Stahlblech haben, dessen Hauptbestandteil Eisen ist, sind sie magnetisch, obwohl die Münzen mit Kupfer ummantelt sind. 1- und 2-Euro-Münzen besitzen einen Nickelanteil und reagieren schwach magnetisch. Auf Stoffe wie Holz, Glas und Porzellan hat ein Magnetfeld keinen Einfluss – sie reagieren nicht auf den Magneten. 10-, 20- und 50-CentMünzen bestehen hauptsächlich aus Kupfer und sind daher ebenfalls nicht magnetisierbar. Erweitertes Experiment Du kannst das Experiment ausbauen, indem du testest, ob Magnete durch Dinge hindurch wirken (Papier, Glas, Holzplatte, u. Ä.). Hintergrundwissen – Wie funktioniert Magnetismus? Magnetische Stoffe bestehen aus vielen kleinen Atomen. Diese Atome besitzen einen Nord- und einen Südpol. In einem nicht Eisennagel zeigen die Nord- und Südpole der Elementarmagneten nicht in dieselbe Richtung und sind darum nicht magnetisch. Bei Kontakt mit einem Magneten wird der Eisennagel magnetisiert. Das bedeutet, dass sich alle Elementarmagneten ausrichten und dann alle Nord- und Südpole in dieselbe Richtung zeigen. Der Eisennagel ist nun magnetisch. Neben Eisen sind auch Gegenstände aus Kobalt und Nickel magnetisierbar. Stoffe wie Holz, Glas und Porzellan besitzen keine Elementarmagnete und können daher nicht von Magneten angezogen werden. Ähnlich wie bei positiver und negativer elektrischer Ladung ziehen sich Gegensätze an. Der Nordpol eines Magneten zieht den Südpol eines anderen Magneten an und umgekehrt. Bringt man die beiden Nordpole oder die beiden Südpole von zwei Magneten zueinander, verspürt man einen Widerstand. Auch die Erde wird von einem Magnetfeld durchdrungen und umgeben, dem Erdmagnetfeld. Die Feldlinien verlaufen parallel zur Rotationsachse der Erde. Eine Kompassnadel ist ein sehr leichter und frei beweglicher Magnet, der sich nach dem Erdmagnetfeld ausrichtet. Anmerkung: Du musst als LP nicht alle Antworten und Erklärungen bereits kennen. Es geht in dieser Rubrik „Ideen für den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule vielmehr darum den SchülerInnen die wissenschaftliche Methode (Frage – Hypothese – Experiment – Beobachtung/Fazit) näher zu bringen, damit sie lernen diese selbstständig anzuwenden. Ihr könnt die Antwort(en)/Erklärung(en) in einem weiteren Schritt gemeinsam in Büchern, im Internet oder durch Experten-Befragung erarbeiten. Oft werfen das Experiment und die Beobachtung (Schritt 2 3) neue Fragen auf. Nimm Dir die Zeit auf diese Fragen einzugehen und Schritt 2 und 3 mit Hinblick auf die neugewonnenen Erkenntnisse und mit anderen Variablen zu wiederholen. Hier könnten sich die SchülerInnen jetzt die Frage stellen, ob magnetische Kräfte auch durch Objekte hindurch wirken. Wirkt das Magnetfeld z. B. durch Papier hindurch? Testet es zusammen.