陀螺一直轉不停，為什麼呢？

操作過程與現象：

「轉不停陀螺」是台南市佳興國中陳坤龍老師的創見，曾經在科學教育研討會發表，相當受到老師與學生的喜愛。轉不停陀螺的特徵是陀螺轉動之後，會快速旋轉（如右圖），而且不會停下來，直到電池沒電。而且轉動中，用手輕輕碰一下，陀螺受到干擾也很快就回復平衡，不會停下來。不過本項科學玩具的製作稍微複雜，適合至少國小高年級以上的學生，製作成功時，會很有成就感，也相當有趣

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製作方法

一、基本構造的製作

　　轉不停陀螺的基本構造如下圖。在放置陀螺的轉盤的背面底部有「漆包線電磁鐵」以及「磁簧管」，而陀螺裡面黏貼了一個「強力磁鐵」。（如圖一，線路皆為串聯）

1.漆包線電磁鐵：將漆包線纏繞在鐵釘上（漆包線長約100公分即可），然後用砂紙將漆包線的頭尾二端刮除去漆（刮除漆的長度約1～2公分即可），以便能導電使鐵釘成為電磁鐵。

2.磁簧管：這是一種以磁場控制的開關，可隨著磁場的改變而一開一關，電子材料行有販售不同尺寸的磁簧管，建議購買本體長度約2.8公分（不含接線端）的磁簧管。

3.轉盤：上述的「漆包線電磁鐵」以及「磁簧管」要黏貼（用膠帶或熱熔膠皆可）在陀螺的轉盤的背面底部。注意此轉盤必須有凹洞或小凹槽，以便讓陀螺在特定的範圍內轉動，不能讓陀螺四處游走。換言之；陀螺必須保持在轉盤底部的磁簧管、漆包線電磁鐵的上方。

在製作過程，建議上述步驟要一步一步確認無誤，避免全部組裝完成後才試驗能否成功。

4.陀螺：這是製作過程中較不容易取得的零件，由於陀螺中央需要黏貼一個強力磁鐵（如圖一右下），因此必須使用一個中空的陀螺（圖一的陀螺是取自一個小玩具）。另一方面，請特別注意：強力磁鐵擺放的位置，必須讓南北極為水平方向，不可以為垂直方向！

至於強力磁鐵的大小，建議先購買約三種不同的尺寸大小進行試驗，通常強力磁鐵如果太小，會無法轉動；太大則因吸力太強不是無法轉動，就是轉動太激烈跑出凹洞而停止。

圖一

二、組裝過程的試驗

1.漆包線電磁鐵：完成漆包線纏繞鐵釘之後，將漆包線頭尾二端接上電池，查驗能否吸引鐵釘，以確定通電後能產生磁力。（如圖二）

2.確定能產生磁力之後，再「串聯」磁簧管與電池，並將強力磁鐵靠近磁簧管。通電後慢慢轉動強力磁鐵，檢查漆包線電磁鐵是否會隨著強力磁鐵的轉動（注意：是轉動，不是靠近或遠離），改變吸引鐵釘的能力（一下吸引、一下不吸引）。（如圖三）

確認以上裝置沒有問題之後，再將漆包線電磁鐵以及磁簧管黏貼在轉盤背面。

三、玩法

　　製作完成後的玩法相當簡易，只要將陀螺在轉盤中央的凹洞輕輕旋轉，陀螺就會加速的旋轉，而且不會停喔！注意：陀螺只會在順時針或是逆時針時旋轉，依電池的電流方向而異。因此當陀螺無法旋轉時，試一下不同的方向旋轉即可。

　　陀螺會轉個不停，是因為「漆包線電磁鐵」與「陀螺中磁鐵」之間的交互作用。但是漆包線電磁鐵的磁場是固定的（除非電池的電流方向改變），因此陀螺中的磁鐵在旋轉過程，與漆包線電磁鐵之間應該會一下子吸引、一下子排斥，互相抵消，為什麼還會轉不停？這就是為什麼轉盤底部必須裝上磁簧管的原因。

　　陀螺中的磁鐵在旋轉時，磁場的改變可以讓磁簧管一關一開的變化，造成電流一下通路、一下不通，因此漆包線電磁鐵也會一下有磁場、一下沒有磁場，所以只會有排斥力或者吸引力。

　　而磁力到底是保持互相吸引或是互相排斥？此與強力磁鐵放置的方向、旋轉方向以及電流方向都有關係。在製作過程中，不必為這個問題傷腦筋，因為如果陀螺在順時針時無法持續旋轉，則改成逆時針旋轉即可，反之亦然。

　　在通電之後，漆包線電磁鐵會發熱，雖然還不至於燙傷，但請小心碰觸。而乾電池耗電相當快，建議多準備一些乾電池。

　　有些製作會加上LED燈（串聯即可），當陀螺在旋轉時，就會快速的閃亮，增加趣味性。但是否加裝LED燈，看個人喜好，不是一定需要。

　　另一方面，由於要找到有凹洞的盤子並不容易，可以用乒乓球取代凹洞。如圖四左，是將乒乓球剪下一小片，用強力膠或熱熔膠黏貼在盤子上。

　　而不容易取得的陀螺，也可以用乒乓球來製作。如圖四右，將乒乓球剪下一半（或略少於一半），在中央挖一小洞後插入牙籤當為轉軸（不能用圖釘，因為會被磁鐵吸住，無法轉動）。轉動的情形如圖五。

　　「轉盤」可以用更方便取得的紙碗代替，建議使用碗底比較大而平的紙碗（如圖六），以方便黏貼磁簧管和漆包線電磁鐵。

　　在教學上，可以指導學生探討以下問題：

1.為什麼陀螺中的強力磁鐵的擺放位置，必須讓南北極為水平方向，不可以為垂直方向？

答：水平擺放時，強力磁鐵隨著陀螺在旋轉，才會讓磁簧管感應到磁場變化，形成一開一關變化的效果。

2.漆包線電磁鐵與陀螺中磁鐵之間，是保持「排斥力」還是「吸引力」才可以讓陀螺轉個不停？

答：是排斥力。如果是吸引力，則如同剎車的效果，陀螺會馬上停下來。

3.製作成功之後，想要讓陀螺反方向轉個不停，如何辦到呢？

答：最方便的方法就是將電池的正負極方向顛倒即可。

陳坤龍老師部落格：(1) http://www.wretch.cc/blog/cdragonray/26784979

(2) http://www.wretch.cc/blog/cdragonray/26836462