2005年度日本物理教育学会大塚賞受賞
磁石のテーブルで遊ぶ

記: 斎藤吉彦

この展示装置はカーアクセサリー用の磁気コンパスを約1000個敷き詰めたものです。

できること
磁力線 磁石が1個の場合2個の場合(磁力線の相互作用)
磁区 磁区構造の観察。ターンテーブルを回し磁気コンパス集団全体を回転させると、磁区は形をほとんど変えない。外場(地磁気)にほとんど影響されなないことが分かる。
相転移 キュリー温度の解説、強磁性体の高温状態・低温状態観察。磁石で磁気コンパス集団をかき乱すことが高温状態に、しばらくして、磁気コンパス集団が安定することが低温状態に対応する。動画
ヒステリシス 磁石を近づけて遠ざける。その前後を比較することでヒステリシスが確認できる。
磁壁(未) 磁壁の移動

展示解説


解説記事
「自発的対称性の破れ」と南部理論 月刊うちゅう Vol.25 No.12 (2009)
方位磁石結晶と鉄のミクロ構造 Vol.25 No.3 (2008)


関連講演

方位磁石であそぼう! 鉄と宇宙のひみつ 大塚賞受賞記念展示解説(2006年8月8〜10日)
方位磁石結晶 強磁性・反強磁性・自発的対称性のやぶれ 大塚賞受賞記念講演(2006年8月5日)
「磁気コンパスで考える宇宙の誕生」,2001年9月22日ジュニア科学クラブ


論文

斎藤吉彦、西松 毅:方位磁石結晶における強磁性と反強磁性 近畿の物理教育第14号 2008年3月

Takeshi Nishimatsu, Umesh V. Waghmare, Yoshiyuki Kawazoe, Benjamin Burton, Kazutaka Nagao, and Yoshihiko Saito:A numerical simulation of a classical dipolar spin system and a demonstration with magnetic compasses (7.5Mb) 大阪市立科学館研究報告 17, 1 (2007)

Takeshi Nishimatsu, Umesh V. Waghmare, Yoshiyuki Kawazoe, Benjamin Burton, Kazutaka Nagao, and Yoshihiko Saito:"Ferroics: magnetic-compass lattice and optical phonon dispersions of dipolar crystals" submitted to The American Journal of Physics

斎藤吉彦:方位磁石集団による磁区演示と「自発的対称性の破れ」物理教育 Vol.53-2(2005) 

Y.Soito and K.Yasue: "Pedagogic Demonstration of the Spontaneously Broken Symmetry
by Magnetic Compasses" Frontier Perspectives, Vol.10,No.1(2001)28


学会発表

A Demonstration of the Magnetic Domain and the Spontaneously Broken Symmetry by Magnetic Compasses 物理教育国際会議 2006年8月14日
「磁気コンパスによる磁区」,日本物理学会 2002年3月25日,

この展示装置開発の一部は以下の科学研究費補助金(奨励B)の成果による。
平成12年度課題番号:12914022
平成13年度課題番号:13914023