1、6-3 磁鐵與地球磁場 西元1600年,吉爾伯特發現地球本身具有磁性,相當於一個巨大的磁鐵,磁針受到地磁的作用而能指示方向。磁鐵棒指向北方的一端稱為指北極,簡稱N極;指向南方的一端稱為指南極,簡稱S極。2 of 11同極相斥、異極相吸:當兩磁棒的N極(或S極)靠近時,會彼此排斥;當一磁棒的N極靠近另一磁棒的S極時,會彼此吸引。跟帶電物體的靜電力相似;不同的是電荷可以單獨存在,而磁極總是成對存在。至今科學家一直沒有找到N極或S極單獨存在的證據。磁棒可以吸引一串鐵釘,每支被吸引的鐵釘就像一個小磁棒一樣,彼此互相吸引。靠近磁棒的鐵釘被磁化成具有磁性的小磁棒。將第一支鐵釘移開,其餘鐵釘紛紛落下,顯示磁
2、棒離開鐵釘後,鐵釘隨即失去磁性。4 of 11有些材料,例如鋼釘被磁化後可以長期保有磁性者,我們則稱為永久磁鐵或硬磁鐵。當外界磁鐵移除後便不再保有磁性的物質,稱為暫時磁鐵或軟磁鐵。5 of 11有些原子本身具有磁性,可視為非常微小的磁鐵,稱為原子磁鐵。物質能被磁化的原因,淺介如下:磁鐵內部,原子磁鐵相互吸引聯合成群。每群內的原子磁鐵彼此平行,即N極指向同一方向。6 of 11磁化前的磁鐵,內部原子磁鐵群所代表的小磁棒,其方向雜亂無章,因此N極和S極的磁性彼此抵銷而顯現不出磁鐵的性質。磁鐵完全磁化,內部原子磁鐵群的排列方向一致,雖然內部的磁性因N極和S極頭尾相接而彼此抵銷,但兩端的部份未抵銷。7
3、 of 11磁鐵的磁性以兩極最強,而中間的部份幾乎沒有磁性。磁鐵的斷面磁性材料(magnetic material):可被磁鐵吸引的材料如鐵、鈷、鎳等製成釹鐵硼NdFeB永磁體 氧化鐵系 8 of 11磁場代表磁力所能作用的區域,磁場的概念源自於法拉第。並以磁力線來描繪磁場的形狀和強度。磁力線是用來表示小磁針的N極在磁場中受磁力的方向。外部磁力線,由N極指向S極;在內部由S極指向N極,形成封閉曲線,且磁力線不相交,密集程度代表磁場的強弱。磁力線為互不相交的曲線磁力線越密的地方,磁場就越強9 of 11地球的磁場可用一根巨大的棒狀磁鐵來模擬,位在地球中心,磁棒方向與自轉軸方向夾11.5度。磁棒的S極靠近地理北極,而N極靠近地理的南極,所以地表上的磁針N極指向北方。鴿子頭內有磁性物質,藉由感測地磁來辨認方向、飛回遠方的巢穴。磁軸的方向與地球轉軸(地理南北極線)不一致兩者相交約11.5磁針指北極N所指的方向即為地磁場總強度的方向,與水平面的夾角即為當地的磁傾角 磁傾角 與緯度有關磁偏角磁偏角是指磁針靜止時,所指的北方與真正北方的夾角 已知兩條鐵棒之中有一條為磁鐵,如何只利用這兩條鐵棒分辨出何者為磁鐵?解:將兩鐵棒分別橫放與直放,排列呈T型,吸力強的狀況,則直放的為磁鐵。(因為磁棒的中間磁力較弱、兩極最強。)下一節The EndThe EndThe End