試してフシギ

磁石になる金属、ならない金属(No.88)

磁石になる金属、ならない金属 磁石になる金属、ならない金属

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

どうしてなのかな

エナメル線を巻いてつくった筒状のコイルに電流を流すと、軸方向に磁場が発生して電磁石になります。この磁場に鉄を入れると、鉄は磁石になります。今回は、鉄やアルミなど身のまわりにあるいろいろな金属製品を磁場に置いて磁石になるかどうかを試してみましょう。どんな金属が磁石になるのでしょうか?

そうかなるほど

いろいろな金属で試してみると、磁石になるものとならないものがあります。金属のなかでも鉄、ニッケル、コバルトと、これらからつくられる合金だけが磁石になるという特別な性質を持っているのです。物質を構成する原子は、原子核のまわりをいくつかの軌道をつくって電子がまわるという構造になっていて、その電子も右まわりや左まわりに自転(スピン)しているため、磁石としての性質を持っています。ほとんどの物質ではこのスピンの効果が打ち消されているため、磁石としての性質はあらわれませんが、鉄などの磁石になる金属では、打ち消されていない状態のスピンがあるために磁石としての性質を持つのです。だからといって、鉄はいつも磁石になっているわけではありません。それは、打ち消されていない状態のスピンがバラバラの方向を向いているからです。ところが、このような物質を磁場に入れると、バラバラの方向を向いていたスピンの向きがそろって、物質としても磁石の性質があらわれるのです。

1. 500mlペットボトル
(円筒形) 1本
2. エナメル線
(直径0.4~0.5mm)10m
3. ビニールテープ
(またはセロハンテープ)
4. アルカリ乾電池(単1) 2本
5. 単1用電池ボックス 2個
6. サンドペーパー
7. カッターナイフ
8. はさみ
9. クリップ 数本
10. 釘など身近にある金属製品
(下の写真を参照)

工作の完成品

[工作の注意]

・NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものであり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものではないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
・工作を行う際は、必ず手順を読んでから行ってください。
・刃物や器具の取り扱いには十分注意し、ケガをしないようにしましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    ペットボトルから長さ7cm程度の筒を切り出し、それをタテに切り開きます。

  • 2

    ペットボトルの底に切りこみをいれ、内側に折りまげて台をつくります。

  • 3

    (1)を乾電池にゆるく巻き、テープで止めます。

  • 4

    筒の上にエナメル線を間かくをあけずにきれいに巻いてコイルをつくります。

  • 5

    コイルから乾電池を抜き、エナメル線の両端をサンドペーパーで削って電流が流れるようにします。

[実験の注意]

・NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものであり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものではないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
・実験を行う際は、必ず手順を読んでから行ってください。
・刃物や器具の取り扱いには十分注意し、ケガをしないようにしましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    電池ボックス2個を直列につなぎ、乾電池をセットします。

    ※乾電池につないだコイルは数分で熱くなりますから、4~5分くらいで乾電池を電池ボックスからはずすようにしましょう。

  • 2

    コイルの中に釘を入れてクリップを近づけるとくっつきます。

  • 3

    身の回りにあるいろいろな金属製品で試してみましょう。

    ※ステンレス製品では磁石になるものとならないものがあります。

NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものです。工作の完成品は市販品と同等ではなく、代用品にもならないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。

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