國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

看見磁力線

3D立體磁力線

目的

磁力線是人類想像出來描述磁場的抽象概念,如今我們用簡單的器材將磁力線以立體的方式呈現在我們面前。

實驗

實驗裝置:

  1. 壓克力盒:從壓克力方盒中鑽兩個洞,黏上一圓管,盒內灌入油液及鐵粉。
  2. 強力磁鐵:數個長型圓柱狀強力磁鐵。
  1. 封閉磁力迴線:
    1. 先將壓克力方盒均勻搖動,使其內鐵粉均勻分布於油液中。
    2. 將方盒平放後,立即插入磁鐵棒。
    3. 觀察盒內鐵粉磁力線成型的過程。

    實驗演示

    ×實驗演示

  2. 相斥磁力線分布
    1. 先將壓克力方盒均勻搖動,使其內鐵粉均勻分布於油液中。
    2. 將方盒平放後,將兩根鐵棒以同極相對,從兩旁分別插入盒內。
    3. 觀察盒內鐵粉磁力線成型的過程。

    實驗演示

    ×實驗演示

原理思考

什麼是磁力線的概念?它跟磁場又是什麼關係呢?

原理探究

×原理探究

磁力線是人類想像出來描述磁場的抽象概念,它的切線方向描述了磁場的方向,疏密程度代表了磁場的大小。

討論

  1. 單一磁鐵棒與同極相對磁鐵棒各有什麼現象,兩極的概念是什麼?
  2. 是否有磁單極的存在呢?
  3. 從正面看、側面看或上方往下看各可以看到什麼樣的磁力線分布?
  4. 地球重力是否會對磁力線型狀造成影響,如何降低或修正。
  5. 磁力線是否會交叉,磁場的分布是連續的嗎?

討論探究

×討論探究

  1. 單一磁鐵棒會看見一橄欖球狀封閉的磁力線分布,同極相對磁鐵棒則會發現兩圓弧相斥的磁力線分布。兩極代表著同極向斥,異極相吸。
  2. 在現實自然界當中,科學家尚未發現磁單極的存在。
  3. N/A
  4. N/A
  5. N/A

製作

v.1 蔡昌翰

指導老師

朱慶琪

撰稿

蔡昌翰