二 實驗原理(Physics Principles) ：
2-1.磁性相關原理
物質的磁性
順磁性物質：（如白金、錫、鋁、空氣
）
定義：當磁鐵靠近某物質時，若物質產生和磁鐵磁場相同方向的磁性，稱該物質具有
「順磁性
」
 
外加磁場前
外加磁場後
反磁性物質：（如金、銅、銀、碳、鉛）
定義：當磁鐵靠近某物質時，若物質產生和磁鐵磁場相反方向的磁性，稱該物質具有
「反磁性」
外加磁場前
外加磁場後
鐵磁性物質：（如鐵、鋼、鎳、鈷
）
鐵磁性的物質具有自發性磁化的現象，也就是說，在居禮溫度之下，又沒有外加磁場的狀況下，就具有磁性的物質。當鐵磁性物質達到居禮溫度時會因為熱擾動破壞磁區而轉換成順磁性。
外加磁場前
外加磁場後
鎳棒達到居禮溫度時會失去磁性。此次的居禮溫度有加入了自製高斯計,接兩台三用電表,分別測量鎳棒溫度,和自製高斯計的電壓,電壓為零時的溫度為居禮溫度
 
高斯計電路圖 自製高斯計
2-2.居禮溫度的原理
居禮溫度，是由法國的科學家居禮（Pierre
Curie，1859~1906）(居禮夫人的先生)所發現的。它代表著物質由鐵磁性轉變為順磁性的溫度。
簡單地說：
鐵磁性的物質具有自發性磁化的現象，也就是說，在居禮溫度之下，又沒有外加磁場的狀況下，就具有磁性的物質，像是自然界中存在的磁鐵礦。
而順磁性呢？物質本身沒有自發的磁性，但是如果外加一個強大的磁場時，很容易被磁化而產生磁性，在自然界的礦物中像是輝石、角閃石等。
有些鐵磁性的物質在加溫到一定的溫度以上時，就會轉變成順磁性，這個關鍵性的溫度就是居禮溫度。
2-3.磁浮陀螺原理
磁浮陀螺原理解析：
(一)旋轉後獲得一轉動的角動量、其方向向上，由於有給它個角動量，使得陀螺能直立旋轉不傾覆。
(二)陀螺沒有轉動時，重心在支點的上方，是不穩定平衡。所以會倒下至盤緣靠到地面、當陀螺懸浮達到穩定點時，所受之力的合力為零。
2-4.iPhone地磁感測
(一)地磁感測元件可分為下列幾種:
1.利用霍爾效應
2.利用AMR
3.利用巨磁阻
(二)地磁感應的簡易原理:
1.利用地球的北極當作參考方向(北極是0度)如下圖所示
2.在電子產品裡的兩個或更多個的地磁感測元件,會把地球磁場給分成前後和左右的向量
3.方向為arctan
(Y/X)
2-5.磁阻
磁阻效應(MR):
是指材料之電阻隨著外加磁場的變化而改變的效應，其物理量的定義，是在有無磁場下的電阻差除上原先電阻，用以代表電阻變化率
常磁阻(OMR):
來自於勞倫茲力，由於電子與重離子碰撞機率隨著行近距離的加大而增大，外加磁場會增加金屬的電阻值。
巨磁阻(GMR):
物質在一定磁場下電阻改變的現象，稱為「磁阻效應」，磁性金屬和合金材料一般都有這種磁電阻現象，通常情況下，物質的電阻率在磁場中僅產生輕微的減小；在某種條件下，電阻率減小的幅度相當大，比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻值約高10餘倍
超巨磁阻(CMR):
發現於鈣鈦礦結構之陶瓷氧化物聚有巨大磁阻現象，其磁阻變化隨外加磁場有99.99999%的反應，且產生的機制與巨磁阻不同，且遠大於巨磁阻，稱為超巨磁阻
穿隧磁阻(TMR):
在鐵磁層/絕緣層/鐵磁層的三層結構發現的磁阻現象，此現象與電子的自旋有很大的關係。
異向磁阻(AMR):
有些材料中磁阻的變化，與磁場和電流間夾角有關，稱為異向性磁阻效應。此原因是與材料中s軌域電子與d軌域電子散射的各向異性有關
2-6.自旋電子學
自旋電子學 (Spintronics)，是利用創新的方法，來操縱
電子自旋自由度的科學，是一種新興技術。應用於自旋電子學的材料，需要具有較高的電子極化率，以及較長的電子鬆弛時間。許多新材料，例如
磁性半導體、半金屬等，近年來被廣泛的研究，以求能有符合自旋電子元件應用所需要的性質。
硬碟磁頭是自旋電子學領域中，最早商業化的產品。此外，尚有許多充滿潛力的應用，例如
磁性隨機記憶體、自旋場發射電晶體、義旋發光二極體等。
2-7.磁碟機的讀取原理
(一)內部配件:
1.磁頭驅動臂:主要功用為帶動磁頭移動的裝置
2.主軸:主軸的位置就在磁碟片的圓心部份，帶動磁碟片，旋轉這些能夠儲存資料的碟片。高速的旋轉，產生了空氣浮力；也因為空氣浮力，磁頭得以漂浮在磁碟片上方。
3.碟片(盤):碟片本身有兩種材質：金屬鋁以及玻璃。在基本的材質上，再鍍上一層薄膜的磁性材料，最後加上一層保護層
4.磁頭:用來存取資料
5.Ribbon
cable:傳遞電腦訊號
(二)讀取原理:
讀取時,磁頭跑到你想讀取資料的位置,因為磁通量有產生變化,所以會產生電動勢,然後就會產生電流,電流流到硬碟控制器後轉為訊號,進而讀取
 
這是我們所模擬做出來的自製磁碟機 這是真實磁碟機的讀取頭
2-8.磁浮風扇
(一)風扇馬達的原理
一般風扇的馬達是利用在線圈中通電產生的磁場與外圍的固定磁場互相排斥以及吸引(如圖中上方兩張圖所示)，並利用晶片讓改變電流的方向使線圈產生的磁場改變方向(如圖中下面兩張圖所示)，藉由這個方式讓風扇旋轉
(二)磁浮風扇的運作原理
磁浮風扇的用作原理與一般馬達的原理相同，較為不同的是磁浮風扇在風扇底部加一個環形的磁浮片，利用這個磁浮片與磁鐵互相吸引來固定風扇的旋轉軌道，使風扇能在固定軌道上旋轉，藉由這個方法來減少風扇產生的噪音，以及使風扇更不容易損耗，增加風扇的壽命
磁浮風扇還有另外一個設計就是他在馬達的周圍放置鐵片，是為了利用外圍的磁鐵與鐵片互相吸引，如果風扇往上偏移磁鐵就會與鐵片吸引將風扇拉回穩定的位置，藉由這個方法來固定風扇上下的位置
(三)與一般風扇的比較
由於磁浮風扇利用磁浮片來固定軌道位置，所以磁浮風扇的軸承不會與兩旁碰撞，因此較不會產生噪音，但一般的風扇是利用潤滑油使軸承就不容易與兩旁碰種，因此若一般風扇的潤滑油消耗到一定的量後，軸承就會與兩旁碰種所以就容易產稱噪音，也因為一般風扇的軸承較磁浮風扇容易碰撞，且會有潤滑油的消耗，所以磁浮風扇的壽命較一般風扇長
而價格方面，雖然磁浮風扇的價格較一般風扇來的高上許多，但這是因為磁浮風扇是一項創新的技術，用這種技術有效帶來低噪音且耐用的好處，所以史的磁浮風扇在沒有增加過多成本的情況下，利用技術去提高價格
2-9. 高斯加速器
根據動量守恆的原理，當1號鋼珠，撞上二號鋼球時，由於兩鋼珠質量相等，1號鋼珠停下來，而5號鋼珠獲得了1號鋼珠的初始動能，再加上磁力作功所產生的能量，所以5號鋼珠的速度會比1號鋼珠還要大。
5號鋼珠繼續往前移動，撞擊6號鋼珠，重複相同的步驟，一層一層加速，最後一顆鋼珠會高速發射出去
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