神奇漂浮術，學會真的只要 10 分鐘！
只要你看過日本動畫大師宮崎駿的「天空之城」，你一定會記 得 那 個 充 滿 神 祕 的 空 島
「拉普達」，不用翅膀就能翱翔於天空。但你能相信嗎？現實中竟然有人將這個構想實 現了。近日，日本 HOSHINCHU AIR BONSAI GARDEN 團隊開發出一種稱為「空中盆 栽（AIR BONSAI）」的新商品，就如同「拉普達」一般，不但能懸空漂浮，還可以讓 它不停地旋轉，創造出全方位的視覺效果，讓原本平凡無奇的植物，頓時鮮活了起來。
但你知道，像這樣如同被施了魔法一般的盆栽，其內到底暗藏了何種玄機？ 是 一 種 魔 術 手 法 ？ 還 是運用了所謂的科學原理呢？
自從牛頓被蘋果打到頭之後，人們就了解這地球上絕大多數物體都無法對抗重力 的作用，失去支撐的物體一定會往地面掉落，像「拉普達」一般的存在，只能留在人們 的想像之中。但隨著人類科技的日新月異，對抗重力不再只是幻想，方式也琳瑯滿目，
像是利用反作用力的直升機、流體壓力差的飛機等都是。只不過，天下沒有白吃的午餐，
上述這些對抗重力的方式，通常需要消耗大量的能量，但我們還能不能找出一種方法，
既能對抗重力又不太耗能呢？答案就在「磁浮技術」。
所謂的「磁浮技術」，顧名思義，就是利用磁力而使物體懸浮於空中，若再輔以特 定的推進裝置，就能自由操控物體移動了。這個聽來很有現代科技 feel 的磁浮技術，你 可能很難想像，它竟然早在 1922 年就被德國工程師赫爾曼·肯佩爾提出，最初的原意就 是為了要製造出速度更快、但能量更省的磁浮列車，只是這個構想在經過百年之後才得 以實現。近年來，「磁浮技術」不在侷限使用在磁浮列車上，更多轉用在商業用途上，
開發出磁浮盆栽、磁浮檯燈、磁浮音響喇叭等，成為有別於傳統的新興商品，為民眾帶 來更多的新鮮感與選擇性。
當然，磁浮列車所應用「磁浮技術」有一定的難度，一般人要了解真的沒那麼容易，
但若你只是僅僅想讓物體懸空浮起的話，那就一點都不困難，只需利用磁鐵與電磁鐵就 能輕鬆辦到了。很訝異？但事實上就是如此簡單呢！我們都知道，磁鐵具有磁性，能吸 引所有鐵製物質，此外，每個磁鐵都具有 S 極與 N 極兩種磁極，當兩個磁鐵以同極相 互靠近時，就會產生磁斥力而相互分開；當以不同極相互靠近時，則會產生磁吸力而相 互吸引，而且彼此離得愈近，所產生的磁力也就愈大。所以理論上，若在一個物體底部 黏上一個磁鐵，在其底下放置另外一個磁鐵，當物體底部的磁鐵與其下方的磁鐵以同極 面對面來放置，那物體不就會因著兩個磁鐵的磁斥力，而懸浮於空中了嗎？
但實際上，若是直接以這種方式操作，是不可能會成功的。第一，物體具有重量，
若物體受到的磁斥力大小尚不能抵消物體受到的重力，那就不可能成功。因此我們使用 的磁鐵還要夠大，這是因為一般來說，磁鐵的體積愈大，具有的磁力也就愈強之故。第 二，同一塊磁鐵上的磁力大小就有差異，像長條形磁鐵與 U 形磁鐵以兩端的磁力最強，
中間最弱，而圓形磁鐵則是周圍磁力較中心強。因此，若直接如上述方式放置，則物體 會因為底部每處所受到的磁斥力大小不同，而往旁邊掉落，但若是用一根木條穿過物體 與底下磁鐵後，讓物體僅能垂直移動，當物體受到的磁斥力大小足以抵消重力後，當然 就能懸浮在空中了。
既然使用兩個磁鐵就能完成簡易的磁浮現象，這樣為何還要提到電磁鐵呢？這是 因為電磁鐵也能產生磁性，而且還可隨意控制磁力大小，比磁鐵更能靈活運用。只不過 要談電磁鐵之前，首先要了解什麼是電流磁效應。在 19 世紀之前，人們認為電與磁是 兩種毫不相干的現象，直到 1820 年，丹麥物理學家厄司特意外發現到，任何通過直流 電的導體，如鐵、銅金屬，都會產生磁性，這個現象就被稱為是電流磁效應，而生活中 最常被使用的電流磁效應裝置，就非電磁鐵莫屬了。
S 極 N 極
磁斥力
S 極 N 極
N 極 S 極
磁斥力
電磁鐵的基本構造相當簡單，只要將漆包線纏繞鐵釘並接上電池後，就是一個簡易 的電磁鐵了。電磁鐵通電後與磁鐵一樣，具有 N 極和 S 極，其中連接電池正極的一端 即為 N 極，而連接電池負極的一端則為 S 極，此時若將這個電磁鐵靠近另一外個磁鐵 或電磁鐵時，亦會產生同極相斥、異極相吸的現象。只不過，電磁鐵與磁鐵還是有其差 異的地方，而這些差異之處，就是電磁鐵比磁鐵更能靈活運用的原因，像電磁鐵通電後 才能產生磁性，一旦斷電後則磁性消失，而這種特性就可運用於電磁鎖上。此外，同一 個磁鐵的磁力大小是無法改變的，但電磁鐵卻可以，只要通入更大的電流，則電磁鐵所 具有的磁力就會愈強，能應用在需要調整磁力的電子產品中。
再回過頭來看最近日本新推出的「空中盆栽（AIR BONSAI）」，你不難猜到，上 面的植物土體內應該有埋入一個磁鐵，而底下的花盆底座則在固定數個電磁鐵。當按下 底座開關後，植物與底座就會產生同極相斥的磁斥力，當植物受到向上的磁斥力大小能 抵抗重力後，當然就能懸浮在空中了。更深一層來看，如果植物向右偏離一些平衡點位 置時，則底座內右方的電磁鐵對植物的磁斥力將比左方大，因此可將植物向左推回平衡 點位置，反之，如果植物向右偏離一些平衡點位置時，也會再被磁斥力推回，也就是說，
植物可以穩定懸浮於空中，若不是故意為之，是不會掉下來的。
由於這種懸浮於空中的盆栽，植物本身未與底座接觸，可說是隔絕了大部分的摩擦 力作用，只要輕輕旋轉植物一下，就能自轉很久了，與傳統盆栽相比，是不是更具有生 命力呢！難怪，該商品一推出就完全抓住眾人的目光，縱然價格不斐，仍引起一波爭相 搶購的風潮。
S 極 N 極
極
極
電流
N 極 S 極
極
極
電流
異極相吸
1. 磁鐵具有磁性，能吸附哪種材質的粉末？（閱讀題）
(A)金粉 (B)銅粉 (C)鐵粉 (D)碳粉
2. 長條形磁鐵的兩端磁力最強的部位稱為什麼？（閱讀題）
(A)磁場 (B)地磁 (C)磁極 (D)磁力
3. 將兩個磁鐵彼此靠近後，則磁鐵之間產生的磁力會如何變化？（理解題）
(A)增加 (B)減少 (C)不變 (D)是磁極而定
4. 把兩個 U 形磁鐵分別固定在小車上，並將小車放在光滑桌面上，則下列何種情形兩 車最容易互相靠近？（理解題）
(A) (B)
(C) (D)
5. 有兩個金屬棒不論以哪兩端靠近均會互相吸引，則兩個金屬棒可能為何？（推理題）
()兩個金屬棒均為磁鐵 (B)兩個金屬棒均為鐵棒 (C)其中一個金屬棒為磁鐵，另一 個為鐵棒 (D)兩個金屬棒均具有磁性，但其中一個只有 N 極，而另一個只有 S 極 6. 下列哪一位科學家最先發現了電與磁之間的電流磁效應？（閱讀題）
(A)安培 (B)牛頓 (C)厄司特 (D)赫爾曼
7. 下列哪一種物質可以藉由通電而產生磁力？（閱讀題）
(A)木棒 (B)銅棒 (C)塑膠棒 (D)玻璃棒
8. 將漆包線纏繞鐵釘並接上電池後，會發現鐵釘為產生磁性，則此種裝置稱為什麼？
（閱讀題）
(A)磁鐵 (B)馬達 (C)電動機 (D)電磁鐵
閱讀理解 檢核
N S
N S
S N
N S
S N
N S
S N
S N
9. 下圖為簡易的電磁鐵，當按下通路開關後，則鐵釘兩端的磁極分別為何？（閱讀題）
(A)甲為 N 極，乙為 S 極 (B)甲為 S 極，乙為 N 極 (C)甲、乙均為 N 極 (D)甲、乙均為 S 極
10. 將一個電磁鐵放在放入甲、乙兩個磁鐵的中間，如下圖所示，當按下通路開關後，
甲、乙的移動方式為何？（推理題）
(A)甲向右移、乙向左移 (B)甲向左移、乙向右移 (C)甲乙皆向右移 (D)甲乙皆向左移
乙 甲
N
甲
S N
乙 S
閱讀理解 檢核答案
1.(C) 2.(C) 3.(A) 4.(B) 5.(C) 6.(C) 7.(B) 8.(D) 9.(A) 10.(A)
