📖 Bài 19: Từ trường - lớp 7

1. Từ trường

• Khái niệm: Là vùng không gian bao quanh một nam châm hoặc một dây dẫn mang dòng điện,.
• Đặc điểm: Trong không gian này có sự tồn tại của lực từ tác dụng lên kim nam châm hoặc các vật liệu có tính chất từ đặt trong đó,.
• Cách phát hiện: Người ta dùng kim nam châm (gọi là nam châm thử) để nhận biết sự tồn tại của từ trường. Nếu kim nam châm bị lệch khỏi hướng Bắc - Nam ban đầu, chứng tỏ tại đó có từ trường.

2. Từ phổ và Đường sức từ

Đây là các công cụ giúp chúng ta "nhìn thấy" từ trường vốn không màu, không mùi:

• Từ phổ: Là hình ảnh các đường mạt sắt sắp xếp xung quanh nam châm. Nó cho ta một hình ảnh trực quan về từ trường: nơi nào mạt sắt dày thì từ trường mạnh, nơi nào thưa thì từ trường yếu,.
• Đường sức từ: Là các đường vẽ mô phỏng từ trường dựa trên từ phổ.
  • Quy ước chiều: Ở bên ngoài nam châm, đường sức từ có chiều xác định: đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam,.

3. Từ trường Trái Đất và La bàn

• Trái Đất là một nam châm khổng lồ: Trái Đất có từ trường với hai cực từ. Tuy nhiên, cực Bắc địa từ không trùng với cực Bắc địa lí (và tương tự với cực Nam),.
• La bàn: Là dụng cụ dùng để xác định hướng địa lí, có bộ phận chính là một kim nam châm tự do có thể quay quanh một trục. Kim này luôn định hướng theo từ trường Trái Đất để giúp con người tìm phương hướng.

4. Câu hỏi giải thích và ứng dụng thực tế

Câu hỏi 1: Tại sao khi đặt một kim nam châm lại gần một dây dẫn có dòng điện chạy qua, kim nam châm lại bị quay đi?

• Giải thích: Vì xung quanh dây dẫn mang dòng điện có tồn tại từ trường. Từ trường này tác dụng lực từ lên kim nam châm, làm nó lệch khỏi vị trí cân bằng ban đầu. Đây là phát hiện quan trọng của nhà bác học Oersted vào năm 1820.

Câu hỏi 2: Tại sao một số loài động vật như chim di cư hoặc cá hồi có thể di chuyển hàng nghìn kilômét mà không bị lạc đường?

• Giải thích: Các nhà khoa học cho rằng cơ thể chúng có những bộ phận nhạy cảm giúp cảm nhận được từ trường Trái Đất. Chúng sử dụng từ trường này như một "bản đồ nội tại" để định hướng di chuyển chính xác giữa các khu vực cách xa nhau.

Câu hỏi 3: Khi sử dụng la bàn để tìm hướng, tại sao ta cần tránh đứng gần các thanh sắt lớn hoặc các thiết bị điện đang hoạt động?

• Giải thích: Vì các vật bằng sắt có thể bị nhiễm từ và các thiết bị điện tạo ra từ trường riêng. Những từ trường "lạ" này sẽ tác dụng lực lên kim la bàn, làm nó không còn chỉ đúng hướng từ trường của Trái Đất, dẫn đến việc xác định phương hướng bị sai lệch.

Câu hỏi 4: Làm thế nào để tạo ra một chiếc la bàn đơn giản tại nhà?

• Giải thích: Bạn có thể dùng một chiếc kim khâu bằng thép, xát nhẹ một đầu kim vào một cực của nam châm nhiều lần để kim bị nhiễm từ. Sau đó, đặt chiếc kim này lên một miếng xốp mỏng và thả nổi trong bát nước. Chiếc kim sẽ tự động quay và dừng lại theo hướng Bắc - Nam.

Câu hỏi 5: Từ trường Trái Đất ảnh hưởng gì đến con người?

• Giài thích: Từ trường Trái Đất có những ảnh hưởng và ứng dụng quan trọng đối với con người như sau:
• Xác định phương hướng: Đây là ảnh hưởng và ứng dụng quan trọng nhất trong đời sống. Hàng nghìn năm trước, con người đã biết đến sự tồn tại của từ trường Trái Đất và phát minh ra la bàn để xác định phương hướng. Kim la bàn luôn định hướng theo từ trường Trái Đất, giúp con người tìm đúng hướng địa lí khi di chuyển trên biển, trong rừng hay trong các điều kiện tầm nhìn hạn chế.
• Mở rộng tri thức khoa học: Từ trường Trái Đất là đối tượng nghiên cứu giúp con người giải thích được nhiều hiện tượng thiên nhiên kì thú, chẳng hạn như sự di cư chính xác của các loài động vật (chim nhạn biển, cá hồi) qua hàng nghìn kilômét mà không bị lạc.
• Giả thuyết về khả năng định hướng sinh học: Con người đã đặt ra giả thuyết rằng trong cơ thể một số sinh vật có những bộ phận giúp định hướng theo từ trường Trái Đất. Mặc dù hiện nay chưa có đầy đủ cơ sở khoa học để chứng minh giả thuyết này áp dụng trực tiếp lên cơ thể con người, nhưng việc hiểu về từ trường giúp chúng ta biết cách tránh các sai lệch khi dùng la bàn (như tránh đứng gần các vật bằng sắt hoặc thiết bị điện có từ trường riêng).
• Hiểu về cấu tạo Trái Đất: Thông qua nghiên cứu từ trường, con người xác định được nhân Trái Đất được cấu tạo chủ yếu từ hợp kim của sắt và nickel, chính là nguồn gốc tạo ra từ trường này.

Tóm lại, từ trường Trái Đất đóng vai trò như một "chiếc kim chỉ nam" tự nhiên giúp con người chinh phục không gian và hiểu rõ hơn về thế giới xung quanh.

Ghi nhớ quan trọng (Em đã học):

• Từ trường tồn tại quanh nam châm và dòng điện.
• Chiều đường sức từ: Ra Bắc, Vào Nam,.
• Trái Đất có từ trường và cực từ của nó không trùng khít với cực địa lí.