[精讚] [會員登入]
9133

指南針DIY(1)磁化與製作

要動手做一個指南針其實很簡單,關鍵只在於磁化與減少摩擦。

分享此文連結 //n.sfs.tw/13525

分享連結 指南針DIY(1)磁化與製作@zfangの科學小玩意
(文章歡迎轉載,務必尊重版權註明連結來源)
2019-10-25 12:19:53 最後編修
2019-09-27 15:29:54 By zfang
 

在野外露營時,常常會東西南北傻傻分不清楚,有什麼方法可以讓我們辨認方向呢?太陽的位置變化有一點幫助,不過最方便可靠的,應該就是指南針了。

有意思的是,雖然叫做指南針,其實我們都是用它來找北方!指南針為什麼會指向南北方?是什麼神祕的力量牽引著它?這些疑問也曾出現在愛因斯坦小時候。在他五歲的時候,父親送了一個指南針給愛因斯坦。他驚奇的發現,不管怎麼轉動,指南針都會指向同一個方向,似乎被一種看不見的力量牽引著。他相信大自然背後隱藏著一些人類所無法看見,但卻令人驚奇的力量。後來,愛因斯坦努力從事科學研究,成了偉大的科學家,正是為了要解開大自然的祕密,尋找那股力量。

暑假,利用一節課時間帶國二學生認識指南針。要動手做一個指南針其實很簡單,關鍵只在於磁化與減少摩擦。這裡將分二篇來做介紹。第一部份 介紹磁化與桌面式指南針,第二部分則是介紹浮水式與懸掛式指南針。

準備材料

羅盤、針、磁鐵、暗扣、雙腳釘。(若磁鐵有標示NS,則不需要羅盤。)

 

讓針磁化

1. 將磁鐵在縫衣針上摩擦數次,要讓磁鐵與鋼針沿同一方向摩擦。不要來回摩擦。


 
2.將摩擦後的鋼針去碰觸另一根針,是否能吸得住?若是吸得住,就代表鋼針已經被磁化。


 
3.改用銅線來試試,銅線能夠被磁化嗎?



4.將磁化的針放在桌上,隨意調整方向,它能自動旋轉嗎?為什麼會這樣?想一想:哪些材料也能被磁化?要怎樣才能跟指南針一樣,讓它們能自動調整成南北方向?注意:磁化後的鋼針易受磁鐵影響,要遠離其他磁性物質。

 

原理

能讓指南針指向南北方向的原因就是地磁作用。地球本身具有磁性,相當於一個巨大磁鐵,吸引著磁化後的磁針。北方是地磁的S極,根據「異名極相吸,同名極相斥」,使磁針N極受到吸引指向北方。指南針的N極會被吸引而指向北方。指南針指的方向(地磁北極)與真正的南北方向(地理北極)有一個很小的夾角,叫“磁偏角”,約11 度。

做指南針的關鍵在於磁化與降低摩擦力。所謂的磁化就是使原來沒有磁性的物體獲得磁性。方法簡單,只要用磁鐵沿同方向摩擦鋼針幾下,鋼針就能獲得磁性。

 
用磁鐵的S極摩擦鋼針,被摩擦的一端會磁化為N極(指向北方),另一端則為S極(指向南方)。


磁化的示意圖。未磁化前(左),鋼針內部的磁性分子排列方向不規則。
但以磁鐵摩擦鋼針後(右),磁性分子排列整齊,鋼針就被磁化了。

但不是每種金屬都能被磁化,只有鐵、鈷、鎳或含這三種金屬的合金才能。可以先用磁鐵來測試,能吸得住的金屬就能被磁化做為指針。除了用磁鐵摩擦,也可使用電磁鐵。將導線繞成螺絲狀加以通電,將鋼針放入螺絲狀的導線中,通電一段時間就能將鋼針磁化。

磁針受到地磁作用偏轉力量小,桌面摩擦力大不易轉動。因此我們有三種款式的指南針設計。桌面式指南針較簡單,所以我沒有教學生這個。在教學上我是先教磁化,再以浮水式進行測試,接著才是講懸掛式的注意事項。我期盼學生們做出延伸作品,先比較這幾種指南針各有哪些優點缺點?再挑選一種方法,加入巧思幫鋼針做變化,設計一個有創意的造型指南針。(目前課程還在測試驗收階段)

 

桌面式指南針

方法一: 將暗釦黏在磁化後的鋼針上,也能做出第三種”桌面型的指南針”。找一找,還有哪些材料可以代替暗釦?配合羅盤(或是記住摩擦的時候磁極,標出南北方向,可以用油性筆塗色,也能像我以針尖作為指北極,N極)

 

方法二:利用雙腳釘。將雙腳釘二腳張開,磁化後即可。甚至有更簡單的方法,連摩擦都不用,直接放上強力小磁鐵就好了。

 

關於雙腳釘指南針與指南針課程,可以參考臺中翁子國小楊宗榮老師在康軒快樂教師電子報的作品:[3秒鐘快速製作指北針] http://www.945enet.com.tw/epaper/contents/ha/094/03_2.htm

END

你可能感興趣的文章

創意手擲滑翔機~『飛行營』 對我們而言參與研究計畫可以使學生擁有較多的學習資源,另一方面學生在活動過程中的學習也被一一攝影追蹤紀錄著,作為科學教學活動開發設計的評估研究。

我的骨牌課程想法與小骨牌製作過程 2007年的骨牌課程隨記,特別是那段與學生一起鋸小骨牌的歷程。

指南針DIY(2)浮水式指南針與懸掛式指南針 介紹浮水式與懸掛式指南針

太陽能炊具(Solar Cooker)製作活動成果 每一組的造型都有很大的差異,有的造型像衛星接收器、有的像在烤乳豬、也有學弟妹拿著一大堆鏡子〈表情真的很認真

「太陽能炊具製作競賽」活動與檢討 五權國中96學年度「太陽能炊具製作競賽」活動計畫與比賽檢討與心得

[生活科技] 利用一個直流馬達讓非車車的玩具(機器人)動起來 馬達搭配輪子能讓車車動起來,如果不搭配輪子~要如何設計出會移動的機器人呢?這篇是影片資料收集。

隨機好文

魔鏡~魔鏡~誰最愛? 照鏡子是所有人的最愛,特別是對正值青春期的國中生而言,面子>>裡子~~『外在』比『內涵』重要...

錢上的科學~驗鈔卡 塑膠片上的橫向紋路可以視為光柵,先利用光柵製作不同的隱藏式印紋,再讓光柵成為辨識的一個工具,這就是偽鈔辨識卡。

永安漁港的彩虹橋 在港口邊欣賞的彩虹橋,配合落日餘暉,映出不一樣的風采。天色暗了,彩虹橋便會點亮照明燈,成為名副其實的『彩虹』橋

[scratch新手] 用開關控制手電筒明滅(ㄧ) 想好久,終於做出來。同一個按鈕,按一下亮,再按一下暗。

[scratch新手] 在角色造型中加入中文字 用scratch2繪製造型或角色,插入文字不能輸入中文,該怎麼處理?