國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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磁條的秘密

如何讓磁條的秘密現身呢?
器材:鋁箔紙、透明塑膠管、靜電棒、保麗龍球

操作過程與現象

日常生活中有很多含有磁條的物品,例如信用卡、車票、存摺等等。這些磁條看起來黑黑的一條,到底有什麼秘密呢?讓我們來進行以下的實驗,就可以看到磁條的祕密囉!

1.取一張台鐵的火車車票(如圖一),翻到背面(背面是黑色的)。

2.將少量鐵粉倒在車票背面上,用刷子輕輕將鐵粉均勻撥開分散,如圖二。請留意新購買的鐵粉顆粒還是很大,必須用研缽仔細磨碎後再使用。另一方面,暖暖包含有鐵的成分,使用過的暖暖包的內容物,也可以代替鐵粉。(請不要使用還沒用過的暖暖包,以避免實驗過程發熱燙傷)

3.將車票拿起來,輕輕的在桌上敲打,讓多餘的鐵粉彈落掉下。這時有部分的鐵粉還是吸附在車票上,由圖三就可以看到車票上下各有二列的磁條。

4.取一段透明膠帶,覆蓋在下面的磁條上,如圖四。注意膠帶覆蓋時要保持平整,不要有皺褶。蓋好後再輕輕壓一下膠帶,以確定膠帶將鐵粉黏住。

5.最後將膠帶撕起來,再黏到白紙上,如圖五,就可以清楚地看到磁條的條碼囉!

6.取其他有磁條的物品,例如高鐵車票、存摺或信用卡,依上述步驟讓磁條的秘密現身吧!(如圖六)。注意:請使用廢棄的信用卡、提款卡、存摺,以避免磁條因為和鐵粉摩擦,而造成卡片可能失效喔!

 

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原理

磁條屬於磁性材料,以「條碼(barcode)」的方式儲存信息,在刷過磁頭時可以進行信息的讀與寫。雖然磁條的磁性極弱,但是仍然能夠吸引微小的鐵金屬顆粒,所以本實驗可以觀察到磁條中的條碼。而使用過的暖暖包,原本的鐵粉雖然已經氧化為三氧化二鐵(Fe2O3),但是三氧化二鐵也具有鐵磁性,所以還是可以吸附在磁條上。

信用卡之類的磁條條碼包含了個人訊息,所以隱身在黑色的背景中,以免容易一眼看穿而被仿造。現在銀行在換新存摺時,都會將舊存摺的磁條撕掉,避免被有心人士剪下來盜用。

生活中常見的另一種條碼是:一維條碼,如圖七,解讀時以光學機器掃描,常用於商品的編碼,以便於結帳與登錄。一維條碼是歷史上先被使用的條碼,1974年6月26日在俄亥俄州。一名收銀員掃描了10包箭牌口香糖,價格為67美分。到現在全球每天運用一維條碼掃描商品的次數已經超過上億次,其使用範圍也涉及到各個領域和行業,例如物流、圖書館、銀行、醫療衛生、零售商品…等等。

 

後續發展出來的是二維條碼,形狀為方形,如圖八,稱為QR碼(Quick Response Code,QRCode),意為「快速解碼」,是1994年日本Denso Wave公司所發明。二維條碼可以儲存更多資料,因此應用範圍更廣。但是二維條碼所需的設備也比較昂貴,因此一維條碼還不至於被淘汰。 

叮嚀的話

1.如果實驗結果磁條的條碼不夠清楚,經常是因為步驟3(圖三)將車票(或卡片)敲擊桌面時,多餘的鐵粉掉得不夠乾淨的緣故。只要多輕敲幾下(注意不要太用力),就可以明顯改善。

2.再提醒一次,請使用廢棄的車票、信用卡、提款卡,以避免磁卡失效。

3.鐵粉放置過久,經常會生繡結塊,使用前用研缽磨細之後再進行實驗。

4.如果使用暖暖包,不能用液態的暖暖包(因為不含鐵的成分),要用固態的暖暖包,而且必須已經使用過,不能用新的暖暖包,以避免被燙傷。

5.在教學上,指導學生將磁條上的條碼拓印出來,是一個很有趣的活動。國小低年級就可以進行這個實驗,請小朋友蒐集用過的高鐵、台鐵車票,或是任何使用時都要「刷一下」的物品。實驗完成後,也可以比較一下不同的卡片、票劵等等的條碼有何差異?

參考資料

1.磁卡-台灣Word。http://www.twword.com/wiki/%E7%A3%81%E5%8D%A1

2.一維條碼 -華人百科。

3.「無線」信用卡磁條誘騙機介紹 -壹讀。https://read01.com/BeM68M.html

4.Andy的條碼世界。http://www.appsbarcode.com/index.php

5.YouTube 影片