キッズアース播磨町校「共明塾」

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【夏休み自由研究イベント】磁石であそぼう！

    お知らせ
SDGsアドバイザーが講師をつとめる、兵庫県の理科実験教室、キッズアース播磨町校です。
サイエンスショーや、Youtubeでの「1分間実験動画」配信なども行っています。
お気軽にお問合せください。
東大卒講師が勉強のノウハウを楽しく教える、播磨町の共明塾です。神戸、加古川、明石、高砂からも是非お越しください。
2023年の夏休み、実験工作イベントの依頼を頂いています。
今年初めて行うのが「磁石」の実験工作。
磁石について学んで、工作を行います。

【磁石の発見と羅針盤】


「磁石」は英語で「マグネット」と言いますが、これは、古代ギリシアのマグネシアで磁鉄鉱が採掘されていたからとも、羊飼いのマグネスが発見したからとも言われています。

　
（画像はともにWikipediaから）


中国でも紀元前に「磁石」は発見されていました。
この「磁石」という名前も『呂氏春秋』(紀元前3世紀)にある｢慈石｣（母が子を慈しむかのように、鉄を引き寄せる）という表現から来ているそうです。

さて、地球自体も大きな磁石であり、これを利用すると、方角を知ることが出来ます。



中国では、3世紀ごろには水に浮かべて使う方位磁石である「指南魚」があったそうです。

「羅針盤」の語が登場するのは、11世紀に書かれ、かなり高度な数学的・科学的内容が記載されている『夢渓筆談』です。

実際、「羅針盤」は、宋（960-1279）の時代には、中国商人の貿易航海に利用され、明(1368-1644)の時代の「鄭和の大航海」（1405年-1433年/第7次まで）でも活躍していました。

ヨーロッパに大航海時代が到来するのは16世紀。

「羅針盤」自体は、ジャイロコンパスやGPSにその座を譲りますが、磁石を利用して方位を知るという方法は、世界の歴史を大きく支えていたのです。


【磁石と電気】


さて、1820年代に入り、「電磁石」の原理の発見、発明が行われ、ここから19世紀の後半にかけ、マイケル・ファラデーをはじめとする、マクスウェルやフレミングといった名だたる多くの科学者が、磁力と電気に関するたくさんの法則を発見していきます。

磁力と電気の関係が分かっていく中で、発電機や変圧器が発明され、その利用方法も広がっていきました。

【磁石の発展】


磁石の発展には、日本人が多く貢献しています。

1917年に発明され、世界最強の永久磁石鋼と呼ばれたのが、本多光太郎博士のKS鋼です。

1931年には、三島徳七博士が、アルニコ磁石の原理を発見し、KS鋼の2倍の保磁力を持つMK鋼を開発。

1934年には本多博士がそれを上回る新KS鋼を開発しました。

1930年に、加藤与五郎博士と武井武博士によって発見されたフェライトの原理は、1937年にフェライト磁石として形になりました。

1970年代に入ると、俵好夫博士（俵万智さんの父）によるサマリウム・コバルト磁石、金子博士・本間博士による鉄-クロム-コバルト磁石、パナソニックによるマンガンアルミ磁石、と新しい様々な特性を持った磁石の発明が続きます。

1982年、佐川眞人博士が発明したネオジム磁石は、現在ある磁石の中で、最も磁力が強いとなっています。


【磁石の利用】


磁石は、我々の生活のいろいろな場面で使われています。

まずは、方位磁石としての用途があります。

そして、発電機としての用途は、電気を中心とした私たちの生活に密接に結びついています。
それと同じくらい私たちの生活に身近なのは、モーターとしての用途でしょう。

モーターを使った器具、機械は、枚挙にいとまがありません。
分かりやすいところですと、扇風機に洗濯機、換気扇がそうですし、見えないところですが、冷蔵庫や空気清浄機にも、モーターは使われています。
パソコンの空冷ファンもモーターですね。

さらに、エレベーターやエスカレーター、モノレールや電車、電気自動車にもモーターが使われています。

面白いところだと、スピーカーにも磁石は使われていて、これは簡単な実験で再現することが出来ます。

また、カセットテープの時代から、ビデオテープ、ハードディスク、テレホンカードから始まりクレジットカードなどの、いわゆる記録媒体にも磁石は使われています。

カードの近くに磁石を置かないで、というのも、磁力でデータが書き換えられてしまう可能性があるからです。

大型の電磁石は、工場等で鉄材を集めたり持ち上げたりするのに使われています。

医療の分野では、MRI(magnetic resonance imaging)が活躍しています。
「ピップエレキバン」を医療用と言っていいのかは分かりませんが、これも磁石ですね。

科学の世界では電子顕微鏡に使われたり、電子を曲げるのに使われたり、プラズマを閉じ込めるのに使われたりもしています。

もちろん、黒板やホワイトボードに使う「マグネット」は磁石で出来ています。磁石を使った文具もたくさんありますね。
筆箱の金具が磁石、というのも多いのではないでしょうか。


【磁石の工作】


今回は、磁石の反発する力を利用して、「磁石ぴょんぴょん」を作ります。
円盤を回転させると、自分のキャラクターが飛びますよ。






【キッズアース播磨町校の自由研究】


今回の「磁石であそぼう」は、播磨町の放課後教室「アソビ場」主催のイベントで行うのみの予定です。
低学年向け、高学年向けと案内されています。

ご依頼いただければ、出張講座も行いますので、お気軽にお問合せください。

なお、他にも自由研究やイベントに使える、多彩な内容を用意しておりますので、こちらもご参照下さい。







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