SPP2009宮古高校のバックアップ(No.1)

宮古高等学校でのSPP講座 †

２００９年１０月５日（月）、宮古高校においてサイエンス・パートナーシップ・プロジェクト(SPP)による講座が行われました。以下ではその内容について簡単にレポートします。

超伝導で実感する電磁場

　超伝導は、液体窒素などを使って作る低温の環境で起こります。講座の最初では、まず液体窒素によって起こる物理現象のいろいろを紹介しました。

↑液体窒素に手を入れてみる。数秒程度ならやけどしません。「なぜ？？」と思いながら試してみます。実は液体窒素は手に触れた瞬間に蒸発してしまうので、手と接触しているのは液体窒素ではなく、すでに気体になった窒素なのです。

低温で起こる不思議な現象の中でも、とても面白くて興味を惹くのが、超伝導による磁気浮上です。

小学校で同じ実験をした時の動画が以下にあります。

この「超伝導による磁気浮上」という現象、どうして起こるのか？？――その謎を解きましょう、というのが以後の授業のテーマです。

↑磁石と磁石の間に働く反発力を、磁力線のCGを見ながら実感する。

↑磁性流体という、磁力に反応する液体で磁力線を実感します。

確かにネオジム磁石は強力です。でも「違う極が引き合う」「同じ極が反発する」という力だけでは、磁気浮上は説明できません。ここで「磁石が起こす物理現象って、他になかったっけ？？――日常使われているもので、磁石を使っているものって何？？」と聞いてみました。

少しかかりましたが、「モーター」「発電機」などがでてきました。というわけで、簡単なモーターと簡単な発電器を見せました。

簡単な発電機、500回巻きのコイルに発光ダイオードをつけたものです。

コイルに磁石（注射器の中にネオジム磁石が入ってます）を出し入れすることで、発光ダイオードが発光します。

↑導体棒の中で起こっている現象を、CGで示します。手で触れた「あ、重い」という感覚と「この中で電磁誘導によって電流が生まれた」という物理現象を結びつけます。

この運動は、電気抵抗の大小で変化します。そこで、銅の棒を液体窒素で冷却して、電気抵抗を大きく下げてみましょう。

↑実際に触って磁石を動かすことで、電気抵抗が大きくなったことを実感します（上の写真は狩俣中学校での映像です）。

では、ここで討論の時間です。超伝導体の中では何が起こっていたのでしょう？？

皆、思い思いに考えを述べてます。

「こんなふうに磁束ができて…」とか話しているのかな？？