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2018年2月 4日 (日)

磁力線を見てみよう~【磁力線可視化装置】を作る

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「装置」と言うほどの物じゃありませんが(^^;
磁力線は3Dで理解することが大切だと思うのです。


磁石にはN極とS極があって、異なる極(N極とS極)は引き付け合うけど、同じ極同士(N極とN極、または、S極とS極)は反発します。…と、小学生に説明したら、学校では「反発」じゃなく「互いに退(しりぞ)け合う」と教わったよ~とのこと。。。(へ~そうなの~)
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で、磁石の力のことを「磁力」と言います。磁石の力は「磁力線」で説明されます。磁力線はN極から矢印が出て、S極に矢印が入るように書きます。(矢印の向きは昔決まったお約束)
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N極とS極を向き合わせて置くと…N極から出た磁力線が真っ直ぐにS極に入って~引き合う気がするね。
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N極とN極を向き合わせて置くと…矢印がぶつかって~反発する(互いに退け合う)感じが分かるね~。
でも、磁石の周りに磁力線なんて見えないよね~。ほんとに磁力線なんてあるの~?
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では、磁力線を見てみましょう…と、よく見せられるのが、磁石の上に紙かプラスチックの板を置いて、その上に砂鉄をまいて磁力線を見るというもの。ほら、砂鉄が磁力線に沿って並んだでしょ~。
でも、この方法、子供たちに試させてみるのはいまいちです。
砂鉄をこぼすと掃除しなくちゃならないし~
こぼした砂鉄を磁石で集めても、それを剥がすのが大変だし~
異なる極、同じ極を向かい合わせた場合など、いろいろな場合の磁力線の観察がやりにくいし~
磁力線は3次元空間に広がっているのですが、これだと2次元の広がりしか観察できないのです。
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そこで、(砂鉄ではなく)カラークリップを短く切ったものを蓋付きのプラスチックカップに入れて、カップの外側に磁石を置き一振りすると… お~!短いカラークリップが磁力線に沿って並んでる~!しかも3Dだ!!

用意するもの
カラークリップ(適量:10~100個ぐらい)
ペンチ(バネ付きで、握って切った後、自動的に開くものがよい)
短めの棒磁石(ちょっと強力なものが観察に適してます)2個以上
透明な蓋付きのプラスチックカップ

カラークリップを切る
カラークリップを真っ直ぐに伸ばして、ペンチで2~3mmの長さに切ります。 カラークリップを真っ直ぐに伸ばすと、87mmくらい。これを2~3mmの長さに切ると、1本のカラークリップで約30回ペンチでパチパチ切ることになります。 100本だったら3,000回ペンチでパチパチ… 手にマメができちゃいますから、最初は10本ぐらい切って観察してみましょう。でも、10本ぐらいだと量が少なくて、観察したときこのページの写真のようにはなりません。ですから、後は自分の気の済むまでカラークリップをパチパチ切ってください(^^;

観察してみよう
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透明なプラスチックカップに、細かく切ったカラークリップを入れ蓋をします。カップの底に短めの棒磁石を横向きにくっつけて手に持ち、カップと磁石を縦に一振りすると… カラークリップが磁力線に沿って並びます。

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2本の棒磁石を縦向きにくっつけて離したら、そのままの向きで、1本の棒磁石をカップの上に、もう1本をカップの下に…2本の磁石を持ったままカップをはさむようにして、カップと磁石を縦に一振りすると… カラークリップが2本の磁石の間に縦に並びます。異なる極(N極とS極)が引き付け合うときの磁力線は、こうなっているんだよ~。

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次は(そのまま)下側の磁石を逆向きにしてみよう。同じ極同士(N極とN極、または、S極とS極)が反発することになるから… ほら、カラークリップが花のように開いた!

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4本の棒磁石をカップの周りに十字において、それを手に持ってカシャと振ると… こんな風になる。
お~!これは磁力線アートだね~(^o^)/ いろんな磁石の配置を試して、磁力線アートを楽しんでみよう!
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※この記事の作成日は 2008/09/30
~.dion.ne.jp/~kagaku というサイトに載せていましたが、ホームページサービス(dion.ne.jp)が利用者減少のため2017/10/31で終了したので、ホームページのコンテンツをブログに移しました。

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