在這個單元中，我們將演示磁共振鞦韆。將矩形導線框垂直懸掛在金屬棒下端，並在導線框下方放一個磁鐵。然後以訊號線將金屬棒連接至函數產生器。調整函數產生器產生的交流電頻率。當交流電頻率為 1.5 Hz 時導線框大幅擺動。通過其他頻率的交流電則無法使導線框擺動。這是一種磁共振現象[1]。

載流導線在磁場中受磁力作用。磁力方向由右手定則決定。伸出右手，彎曲四指，豎立大姆指。四指彎曲的方向是從電流至磁場的方向，大姆指方向為磁力方向。磁鐵磁場與地面垂直，因此矩形導線框兩側導線不受磁力作用。底端導線受水平磁力。通過矩形導線框的電流為交流電，因此磁力方向隨時間改變，磁力頻率等於交流電頻率。在「龍洗」及「唱歌棒」單元中，我們介紹過共振原理：當外力頻率等於物體自然頻率時，物體會大幅振動。矩形導線框的自然頻率為 1.5 Hz。當交流電頻率為 1.5 Hz 時矩形導線框產生共振，因而大幅擺動。

參考資料

1. 周祥順（2006）不振則已，一振驚人—威震八方的共振，科學月刊，37(4)，289頁。

資料提供

海洋大學光電學研究所 周祥順 教授
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