磁鐵(Magnet)或稱磁石,是可以吸引鐵並於其外產生磁場的物體。關於磁鐵,有個傳說:大約2500年前,土耳其有個牧羊的少年名叫“Magnes”,他在牧羊的時候,手裡都會拿著一根木棍,棍子會貼著一個鐵片。有一次,他發現一顆石頭,竟會吸住木棍。其實,它是一顆「天然磁石」。
人類自古即有使用天然磁石來指示方向的記載,中國三大發明之一即為「指南針」,至今仍為航空及航海的重要儀器。
能夠被磁鐵吸引,且經過磁化後可以成為磁鐵的物質,稱作「磁性物質」;像是鐵、鈷、鎳、氧化鐵粉及其合金等物質。而不能被磁鐵吸引的物質有:非金屬及大部份的金屬(鐵、鈷、鎳等除外)。
磁鐵具有磁性,但磁性形成的原因是什麼?說法有很多,科學界中也有許多相關的理論。這個不在這堂課要講的範疇。
我們可以把地球視為一顆大磁鐵,它會產生磁場,稱為「地球磁場」。
磁鐵在空間中建立的磁力所能達到的範圍,任何進入此一範圍的磁性物質皆會受到磁力的作用,這個磁力的範圍稱為磁場。
當一塊自由旋轉的磁鐵靜止時,因受地球磁場的影響,會指向南北方向,指向地球北方的一端稱為N極,指向地球南方的一端稱為S極。
一塊磁鐵的兩極磁性最強,磁鐵的中央則是磁性最弱的部分。
「同極相斥,異極相吸」
兩塊磁鐵的同極相對時會相互排斥;異極相對時會相互吸引。
隔空吸引
取一塊塑膠墊板,在墊板下方擺個磁鐵,上面放個迴紋針;這樣還是可以吸住喔!
試著轉動磁鐵,你會發現:迴紋針也會跟著轉動。
Magic Show Time
將一個迴紋針吸附在磁鐵的N極,再將第二個、第三個,甚至是第四個依序吸附,不是要測磁鐵磁力的大小,所以能吸附幾個迴紋針不是重點。接著,把磁鐵拿開,你會發現這幾個迴紋針仍是接在一起的。
這是因為靠近磁鐵的磁性物質,會受磁場感應而產生磁性,並於磁性物質的兩端產生N、S兩極,此種現象稱為「磁化」。
再把這幾個接在一起的迴紋針,吸附在磁鐵的S極,這時候除了第一個,其他的迴紋針都會掉落。
發揮創意時間
這是小朋友利用磁鐵跟其他鐵製物品,設計出來的。看得出來是什麼嗎?
2019.07.05 於臺南住處