2013年8月20日

磁力計DIY

這篇是來自《愛上制作》第七期的自製磁力計,對於原作的設計,我稍作更改簡化。

首先要認識一下磁鐵這傢伙,我手上這個小小顆的強力磁鐵,光是幾顆吸在一起,轉一轉自然就能指出南北。這裡所當然的事情,沒有自己拿來玩玩實在可惜。

我簡單錄了一段影片試試看,幾個磁鐵吸在一起的效果最好。




能指向南北當然不是那幾個磁鐵就能搞定,下圖中那幾個磁鐵,隨便甩在桌上,大家不約而同就指同向了,不過不能放太近,會互相影響。

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要作磁力計,不是只有放桌面就好,先用膠帶,把釣魚線和磁鐵黏在一起,然後兩面再黏上鏡面貼紙,這個就當作感應磁鐵了。
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把這樣的裝置懸垂在盒子中,什麼盒子不是重點,拿紙杯也行,重點是線要夠長,這樣才會讓磁鐵能隨著地磁角度而轉動。在一旁用雷射光照射鏡面貼紙,讓反射的光點落在遠處的牆上。當磁鐵轉動1度時,光線會因為「光槓桿」原理而偏折2度,這樣可用來放大磁鐵的動作。原作是將感應磁鐵的線,上下都固定在DVD盒子上下端,我自己只有用上面的線,讓厚用個小盒子來裝,但如果為了裝置運作順利,還是應該選大點盒子,採用原作設計,這樣線可以長些。

什麼時候磁鐵會轉動呢?第一種情況是有外界磁場干擾,小小一顆磁鐵,我們大概會以為距離超過十來公分就不會影響另外一顆磁鐵了吧?用這個裝置可以發現,即使有顆磁鐵A距離裝置一公尺之遠,當我們移動磁鐵A時,就會發現磁力計的反射光點就會有偏折。

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實際檢測地球磁場的方式,還需要歸零磁鐵,因為地球強大的磁場會壓制磁力計微小的擺動,所以得用歸零磁鐵消除地球磁場的影響。

歸零磁鐵的作法不難,作者說拿四個甜甜圈形狀的磁鐵,磁極方向相同,互相挨著成2x2的樣子貼在另外一個盒子的中間。歸零方式是先把歸零磁鐵放很遠,例如另外一個房間,紀錄磁力計的磁鐵方位,它們會按磁場方向排列,一面朝北,一面朝南。然後將歸零磁鐵由遠而近慢慢靠近磁力計,當磁力計的磁鐵開始向歸零磁鐵旋轉時,這就是歸零磁鐵消除地球磁場時候。(我覺得反正只要有另外一個磁鐵放在旁邊就可以當歸零磁鐵了,應該不需要特別去找中間有洞的磁鐵)

當歸零磁鐵在開始影響感應磁鐵的這個位置時,磁力計會變得很敏感,能紀錄下歸零磁鐵任何的轉動,不過我們重點是要紀錄地球磁場的轉變,所以你只要固定好這些裝置,定時紀錄雷射光點反射出來的位移,這樣就可以量化出地球磁場的變化情形。

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