我愛則銘

展演模組名稱(實驗名稱)：磁浮陀螺

團隊成員：曾皓、蔡汶珊、張荷昕、林雨農、沈馥君

班級：醫工系 一

普通物理授課老師：陳則銘

展演流程

1. 先以海報進行原理介紹(根據觀眾分別有專業和簡易版介紹)。

2. 關主實地展演，並提供多個不同形狀大小的陀螺和各式物品供參與者實做(可以改變重量和改變高度)。

3. 根據參與者的實作成果和感興趣的部分做更深入的講解。

4. 進行挑戰賽，讓參加者對本主題有更深刻的印象。

生活應用

磁懸浮，亦作磁浮，是一種利用磁的吸力和排斥力來使物體在空中浮動，而不依靠其他外力的方法。透過利用電磁力來對抗引力，可以使物件不受引力束縛，從而自由浮動。

1.磁浮列車 是一種靠磁力（磁的吸力和排斥力）來推動的列車。由於其軌道的磁力使之懸浮在空中，行進時不需接觸地面，因此阻力只有空氣阻力。磁浮列車的最高時速理論上可以達每小時600公里以上。

(a)利用磁鐵吸引力使車輛浮起來的磁浮列車，在車輛的下部的內翻部分面上裝有磁力強大的電磁鐵，導軌底部設有鋼板。鋼板在上，電磁鐵在下。所謂電磁鐵，就是一個金屬線圈，當電流流經線圈時，能產生磁力吸引鋼板，因而車輛被向上抬舉。當吸引力與車輛重力平衡，車輛就可懸浮在導軌上方的一定高度上。改變電流，也就改變磁感應強度，使懸浮的高度得到調整。

(b)採用相斥磁力使車輛浮起。當列車向前運動時，車輛下面的電磁鐵就使埋在軌道內的線圈中感應出電流，使軌道內線圈也變成了電磁鐵，而且它與車輛下的磁鐵產生相斥的磁力，把車輛向上推離軌道。

2.人工心臟

成年人的心臟一天平均跳動十萬下，因其複雜的生理結構，要設計一個機械性的替代品，需克服許多工程上的困難，加上安全性的考量，放置複雜的電子元件於體內，對長期配戴患者的影響不可輕忽。而此款人工心臟透過安裝在共同輪圈上的兩個離心式葉輪推動血液，調整葉輪上的輪圈通電的電流量，控制輪圈上下移動，推動血液輸出心臟。

3.救護車磁浮擔架

救護車磁浮擔架由支架、安裝在支架下方及地板上方磁極相對的上磁體和下磁體、支架與地板之間的四邊形連桿機構組成。在兩塊磁體的作用下，擔架支架通過四邊形連桿機構懸浮在地板上，可有效吸收擔架支架的振動。

4.磁浮鍵盤

磁浮鍵盤與一般鍵盤有很大不同，鍵帽依靠磁力浮著，當按下時會觸發電容感應送出信號。因為沒有機械支架，磁懸浮鍵盤能夠做到非常薄，從而進一步降低筆記本電腦的機身厚度。不僅如此，由於磁懸浮技術是依託電磁力來實現，因此這就給了用戶一個調節按鍵力度的機會，通過改變鍵盤的磁場強度，便能夠對按鍵的回彈力度做出調整，以適應不同手感喜好的用戶。

5.磁浮電梯

磁浮電梯是磁懸浮技術應用於電梯的產物，通過結合運用磁鐵的吸引及排斥作用使物體懸浮靜止在半空。與傳統電梯需要靠垂直軌道牽引升降不同，磁浮電梯去除了鋼纜、曳引機、鋼絲導軌、配重、限速器、導向輪、配重輪等複雜的機械設備。磁浮電梯在轎廂內裝有磁鐵，在移動時與電磁導軌（直線電機）上的電磁線圈通過磁力相互作用綜合調整，使得轎廂與導軌“零接觸”。由於不存在摩擦，磁浮電梯運行時非常安靜且更加舒適，還可以達到傳統電梯無法企及的極高速。磁浮電梯適用於高樓、發射平臺及太空電梯等載人、載物垂直運輸設備。

6.磁懸浮天平

以磁懸浮的技術，將天平的載重端與測量端隔空分離，讓待測樣品得以在特殊的高度隔離環境，如高溫、高壓、揮發性氣體填充的環境中精密秤重。

7.磁浮關節

磁浮關節通過減少關節承重面的負荷，減少關節接觸面的摩擦磨損，旨在從根本上減輕引起人工關節無菌性鬆動的磨損問題，更加符合人體生物力學特徵及具有較好遠期療效。 如圖所示的一種人工磁懸浮關節由人工關節凹件和人工關節凸件組成。人工關節凹件內加裝凹件磁性材料體，人工關節凸件內加裝凸件磁性材料體，磁性材料體表面均鍍氮化鈦膜，凹件磁性材料體的凹側與凸件磁性材料體的凸側對應面呈同名磁極排斥分佈。採用關節凸件與關節凹件呈同名磁極排斥分佈的方式，可以依靠磁極排斥減少關節間部分載荷，減少摩擦，增加關節的彈性，從而延長人工關節的使用壽命。