磁化

原作者：謝迺岳
關鍵詞：地磁，磁化，去磁
同義詞：地磁，磁鐡，電磁鐡
水面上有一個盤子，盤子上有一支湯匙，它會自動指向南北方向；如果把兩個這樣的盤子靠近彼此，兩支湯匙還會相互吸引，真稀奇。

探究問題

為什麼磁針會指向南北方？如何磁化一支湯匙？如何消除磁針的磁性？如何測量地球磁場的強度？

實作項目

1. 材料
   鐡湯匙，大頭針，水盆，塑膠盤，磁鐡，漆包線（4m,φ=0.6mm），電池組
   
2. 製作
   把塑膠盤放在水面上，鐡湯匙放在塑膠盤上；讓塑膠盤在水面上旋轉，停止後觀察湯匙的方向，操作多次以確定湯匙不具有磁性。接著再用湯匙吸引大頭針，這時應該不能吸引大頭針。
   
3. 操作
   把磁鐡放在鐡湯匙上，沿著「握柄」的方向快速往前滑動，然後把磁鐡和湯匙分開；重複同樣操作數十次，使湯匙磁化。
4. 猜測：磁化的動作次數愈多，湯匙的磁性是否愈強？（能吸引較多支大頭針）
5. 猜測：用同樣的力量，讓湯匙在桌面上敲擊的次數愈多，是否磁性消除的愈徹底？（不能吸引大頭針）
6. 猜測：用漆包線捲在鐡湯匙並連結電池盒，成為電磁鐡。測試磁化與去磁的靈敏度。用同樣的漆包線捲繞成的線圈，是否寬度愈窄則磁力愈強？（可用膠帶把漆包線貼在鐡湯匙上，避免線圈脫落）

結果與討論

磁化的方法有接觸、摩擦與感應，原則上都是讓鐡湯匙內的「磁域」形成同一方向的小磁區，再合而為一塊磁鐡。消除磁性的方法為加熱、逆磁與敲擊，目的是使磁區受到熱運動而鬆動，回復到磁域散亂的狀態。

1. 結果：磁化的時間愈久，則鐡湯匙的磁性愈強；但是有上限，也就是所有的磁域都排列整齊時，磁場最強。
2. 結果：去磁的時間愈久，則鐡湯匙的磁性愈弱；但是有下限，也就是所有的磁域都混亂時，磁場最為微弱。
3. 結果：線圈愈緊密、愈靠近線圈兩端，或使用軟鐡作為磁芯時，磁化與去磁的效果愈好。另外，線圈愈多圈、漆包線愈粗、電流愈強，磁化愈快速；但是對消磁沒有影響。（可介紹地磁的成因為地函電流所引起）

教學目標

不限年齡與教育程度。

1. 知識上：認識磁性的來源，地磁的成因。
2. 技能上：學習磁化與去磁的方法，磁力的檢測。
3. 情意上：喜歡玩磁鐡與做實驗。

應用

1. 在科學上：磁化與去磁的原理，磁力的測量。
2. 在科技上：製造永久磁鐡與電磁鐡。
3. 在藝術上：利用永久磁鐡玩疊羅漢。
4. 進階活動：用電磁鐡設計電報或電鈴，或電磁鐡拔河比賽。

參考資料

學習單-磁化