초등 과학 교육에서의 자석과 나침반의 활용 방법

오늘은 초등학교에서 다루는 자석에 대해 정리해 보도록 하겠습니다. 

 

자석의 특징

자석은 자기장을 만든다. 

전류도 자기장을 만들어 , 전류가 흐르는 전선 주위에 자석의 성질이 나타난다(전자석)

자석을 가장 잘 나타낼 수 있는 것은 화살표이다. 

자석에서 화살표로 표시한 자기장이 나오는 쪽을 N극, 자기장이 들어가는 쪽을 S극이라고 부른다. 

그런데 눈으로 보아서는 우리 눈이 자석이 아니기 때문에, N극과 S극을 구별할 수 없다. 그래서 막대자석은 관습적으로 N극 부분을 빨간색, S극 부분을 파란색으로 표시한 것이다. 

모든 모양의 자석을 만들 수 있다. 일상생활에 동전 모양, 종이 모양, 원통 모양이 많은 것은 쓰임새 때문이다. 

하나의 자석에 여러 개의 자극을 갖게 할 수도 있는데, 그 대표적인 예가 하드 디스크이다. 

 

자기장의 방향

자기장의 방향은 인간이 정한 것이다. 

N극에서 아논 자기장은 반드시 S극으로 들어간다. 

만약 N극에서 나온 자기장이 S극으로 안 들어가거나, N극에서 나온 자기장보다 S극으로 더 많이 들어가면, 자기 홀극(N극과 S극이 따로 존재하는 경우) 일 것이다. 이는 현재 과학에서는 존재하지 않는 것으로 본다. 

자석을 하나의 커다란 화살표로 표시하면, 자석 안에서는 자기장의 방향이 S극에서 N극으로 지나가고, 자석 안에서는 자기장의 방향이 S극에서 N극 방향으로 지나간다. 

자석 밖의 모든 자기력선은 자석 안을 지나간다. 화살표의 머리 부분이 자기력선이 나오는 N극이고, 꼬리 부분은 S극이다.

 

 

나침반의 성질

나침반이 자석의 영향을 받으려면, 나침반이 자석이 되어야 한다. 

나침반이 지구 상에서 일정한 방향을 가리키는 이유는, 지구가 하나의 큰 자석이기 때문이다. 

나침반 N극이 북쪽을 가리키고, S극이 남쪽을 가리키는 이유는 지구의 북쪽이 자석의 S극이고, 지구 남쪽이 자석의 N극이기 때문이다. 

나침반 만들기 활동은 약한 자기장에 반응하도록, 바늘 모양의 자석을 회전하기 쉽게 만드는 장치 만들기이다. 

실제 나침반은 나침반 나침반 바늘을 실제 압정 핀 위에 올려놓거나, 물과 같은 액체에 띄우고, 밀봉한 형태이다. 

막대자석 주위의 나침반이 가리키는 방향을 찾을 때에는 자기력선의 원을 그리는 게 가장 빠르다!

그래서 지금 현행 교육과정처럼 너무 큰 나침반을 활용하는 것은 자기력선의 다양한 경로를 모두 보여주는 데 한계가 있다.

나침반의 크기는 작으면 작을수록 좋다!