なぜあなたは 金属探知をしたいですか?ああ、わかりません…地面から金を見つけたいのかもしれません。あらゆる土を掘ることもできるし、金があるエリアを見つけることもできる 前に あるいは、金属製の流星を探しているかもしれません。金属探知機を使って、ビーチで紛失した指輪を見つけることもできます。これらのデバイスは非常に便利です。
しかし、それらがどのように機能するか知っていますか?おお！考えてみれば明らかではありません。検出器にはさまざまな種類がありますが、それらはすべて電場と磁場の同じ優れた物理学に依存しています。見てみましょうか？
流れに身を任せて
まず、金属と他の材料の違いは何でしょうか?あらゆる固体物体は原子で構成されており、各原子は正に帯電した原子核の周囲で負に帯電しています。プラスチックやガラスなどの非固体では、電子は元の原子に強く結合しています。
銅のような金属では、外側の電子は自由に飛び回り、すべての原子によって共有されます。これが、電気が金属の中を流れる理由です。電場を適用すると、電流と呼ばれる特定の方向が選択されます。金属には保護作用があります。
ファラデーの法則
では、どうやって電場を作り出すのでしょうか？電子を加えた金属だけを使用する簡単な方法は、この電池を使用することです。明らかに、それは私たちの目的には役に立ちません。それを見つければ、その金属にアクセスできることになりますが、それは意味がありません。
しかし、別の方法もあります。それは起こります 磁場を変える 電場も生成します。これがファラデーの法則の基本的な考え方です。金属導体の近くで磁石を動かすと、その動きによって磁場が変化し、電場が発生します。この電場がメタルブームの場合、その渦を何と呼びますか。
そしてその逆もまた然り
これは逆にも言えます。変化する磁場が電流を生み出すのと同じように、電流は磁場を生み出します。金属の釘にワイヤーを巻き付けてバッテリーに接続した、昔のサイエンス フェアのプロジェクトを覚えていますか?汁が流れると爪が一時的に麻痺し、ペーパークリップを挟む可能性があります。
しかし、これまで見てきたように、バッテリーは必要ありません。変化する磁場は金属内に奇電流を生成し、これらの渦電流は独自の磁場を生成します。待って！もどかしささえあります。これらの渦電流は磁場を生成するため、金属と磁気的に変化する物体との間に相互作用が生じます。
これで、簡単な金属探知機の準備が整いました。可変磁場を生成するには、磁石を使用するだけです。以下のデモンストレーションでは、磁石をコインの上に置き、すぐに引きました。この動きによりコインに渦が発生し、磁石と同様の磁場が発生します。見る？コインが飛び跳ねます。
