Tu m’attires, je te repousse? J’en perds le nord! Le magnétisme, sciences de la Terre (Module 12) Diane Sévigny

Des élèves… Vincent, première année du 2ème cycle Maxime, première année du 3ème cycle

Conceptions premières… Vincent Un aimant c’est quelque chose qui sert à coller autre chose Croit que tous les métaux sont attirés par un aimant Croit que plus l’aimant est gros, plus il attire Maxime Sait qu’il y a un côté sud et un côté nord à un aimant Croit que ce ne sont pas tous les métaux qui sont attirés par un aimant, mais ne peut dire pourquoi Croit que la grosseur de l’aimant n’est pas la raison de l’attraction, mais ne sait pas pourquoi Le champ magnétique d’un aimant est causé par la façon dont se déplacent les électrons dans les atomes de l’aimant. Quand les orbitales électroniques sont toutes orientées de la même façon, le champ magnétique est fort.

Des essais… On regarde d’abord qu’est-ce qui est attiré… vis, pièces de monnaie, trombone, papier aluminium, crayon, etc Est-ce que l’aimant attirera même s’il y a un écran entre l’objet et l’aimant?

Phase 2….où est le nord? D’après Vincent, on le sait avec une boussole. Pour Maxime qui fait partie des scouts, on peut également déterminer le nord avec l’étoile polaire, ou encore avec la migration des oiseaux.

Peut-on fabriquer une boussole? Les 2 garçons croient que la boussole est un instrument qu’il faut acheter car c’est trop difficile à construire. Maxime connaît déjà la rose des vents et explique à Vincent à quoi elle sert, c’est-à-dire à s’orienter.

Expérimentation… On attache d’abord une ficelle à un aimant droit, puis on le suspend au dessus d’une rose des vents avant d’observer ce qui se passe…

Nous avons trouvé le nord!

Vincent croit que l’aiguille doit être attirée par le soleil ou la lune Maxime croit que c’est la Terre qui attire l’aiguille et se demande s’il n’y a pas un lien avec la force d’attraction de la Terre.

Concepts scientifiques Un aimant est un minéral, souvent un oxyde de fer, qui attire naturellement le fer, le nickel, le cobalt et certains alliages. Tout aimant possède un pôle nord et un pôle sud et les pôles opposés s’attirent. La Terre est un aimant gigantesque qui crée le champ magnétique terrestre. Les pôles magnétiques de la Terre sont situés près des pôles géographiques mais contrairement à ces derniers, ils ne sont pas fixes et se déplacent au fil des ans. À midi (heure normale), le Soleil est au sud. L’étoile polaire se trouve toujours exactement dans la direction nord. L’aiguille d’une boussole est un petit aimant qui tourne librement et s’oriente dans le sens nord-sud du champ magnétique de la Terre, qui est un énorme aimant créant le champ magnétique terrestre.

Nous avons terminé avec quelques concepts scientifiques Nous avons terminé avec quelques concepts scientifiques. Une chose demeure: des frères, des fois ça s’entend bien, d’autres fois non. Il s’agit de ne pas s’attirer d’ennuis!!!

Pour comprendre davantage… À l’aide d’une limaille de fer (poussière ou débris de ferraille), expérimenter avec les élèves le cham magnétique afin d’expliquer le champ magnétique. Utiliser divers matériaux pour créer un écran (livre, bois, carton, plastique). Pour réinvestir…ou structurer Fabrication d’une boussole. Organiser une quête ou une chasse au trésor à l’aide de la boussole. Faire une recherche pour savoir quels instruments utilisent les marins et les aviateurs pour s’orienter.

Représentation scientifique Dessin fait par la limaille de fer Source : http://membres.lycos.fr/physapp/magnetisme/ magnetostatique.htm Représentation scientifique

Des repères culturels… Les chinois commencèrent à utiliser la boussole pour la navigation vers 1120, après avoir servi d’instrument pour la divination. Les Grecs de l’Antiquité ont découvert que le magnétite(minerai), attirait certains métaux. William Gilbert vers 1600, publie des recherches sur le magnétisme (Marcel Thouin, 2001)

Bibliographie THOUIN, Marcel, Problèmes de sciences et technologie, Éditions MultiMondes, 1999 THOUIN, Marcel, Notion de culture scientifique et technologique, Éditions MultiMondes, 2001 Thouin, Marcel, La didactique des sciences au primaire, Éditions Multimondes,1997