名古屋市科学館は、ギネス世界記録に認定された世界最大の直径３５mのドームに設置されたプラネタリウムを始め放電ラボや極寒ラボなどの大型展示が目を引きますが、その他の展示物も２００点以上もあります。
名古屋市科学館の理工館４階は、「科学原理とのふれあい」という展示テーマで展示品が配置されていて、波動、電磁気、運動など自然界の原理や法則について、いろいろな体験をしながら学ぶことができます。
名古屋市科学館の理工館４階の「実験のアトリエ」ゾーンには、「振動する磁界」という展示品があり、「ブリキのバケツ」の底を壁に押し付けると、なんと、バケツの底から音楽が聞こえるんです。
「振動する磁界」という展示品を、右から左に見ていくと、磁界の振動数を順番に大きくしていくと鉄粉の振動が早くなっていくことがわかります。そして、「振動する磁界」を「音楽信号」に変えて、底に強力な磁石を付けた「ブリキのバケツ」を近づけると、音楽が聞こえるというわけです。
理工館４階の「実験のアトリエ」ゾーンにある「振動する磁界」という展示品
理工館４階の「実験のアトリエ」ゾーンにある「振動する磁界」という展示品では、電流によって磁石が力を受けることを、「音を聞くという体験」と「磁石が振動するという体験」で理解することができます。
「振動する磁界」という展示品では、バケツの底を壁にあてると、バケツから音楽が聞こえます。バケツから音楽が聞こえるなんて不思議な感じがしますが、電気と磁石の関係を利用してスピーカーと同じ役目をバケツがしているのです。
バケツの底には磁石が貼りつけてありますが、かなり強力なネオジム磁石というものです。壁の向こうには電線があり電流が流れています。壁の向こうの電線は、少しの電流でも強い磁界が発生するように、電線をたくさんグルグルと巻いたコイルというものにしています。
バケツを壁にあてると、電流と磁石の距離が近くなって、磁石は電流から力を受けて動きます。その電流が音楽プレイヤーから流れてくるものであれば、音楽の強弱で強くなったり弱くなったりしています。磁石はその電流に合わせて動かされます。そして磁石はバケツの底を揺り動かし、その振動は音楽となって聞こえてくるのです。
電流を使って音を聞かせる代表的なものはスピーカーです。テレビやラジオ、学校の教室と身の回りのいたる所にスピーカーはありますね。展示品のバケツとスピーカーは同じ原理で音を出しますが、構造は異なります。展示品のバケツは磁石が振動して音を出しますが、一般的なスピーカーはコイルが振動して音を出します。コーン紙と呼ばれる振動板にコイルが取り付けられていて、固定されている磁石に対してコイルが動くことで音を出します。展示品のバケツのように重たい磁石が動くよりも、軽いコイルが動く方が効率が良いからです。
【スピーカーとマイク】
この展示品は、電流が磁石におよぼす力を音として体験できますが、逆に磁石が電流に影響を及ぼす現象もあります。コイルの近くで磁石を動かすと、コイルに電流が生まれます。展示品のバケツにむかって歌を歌えば、壁の向こうのコイルに電流が流れます。その電流を増幅して別のスピーカーにつなげば歌った歌が大きな音で流れます。バケツがマイクになってしまうのですね。２つのスピーカーを電線でつないで、片方のスピーカーに向かって話せば、もう１つのスピーカーから声が聞こえるという実験は簡単にできます。
【モーター】
電流と磁石を使った身近なものにモーターがあります。モーターは電流を流すと回転しますが、これも電流と磁石の間に力が発生することを利用しています。そしてスピーカーがマイクになったように、モーターは発電機にもなります。モーターの軸を強制的に回転させると、電流が発生します。スピーカーで行ったように、２つのモーターを電線でつないで、片方を手で回すと、もう一方が回転するという実験が簡単にできます。
【電流の磁気作用の発見】
電流で磁石が動くという『電流の磁気作用』のことは、電流の流れる針金の近くに置いた方位磁石が動くことで、 デンマークの物理学者エルステッドが1820年に発見しました。その後すぐに、電流がつくる磁界と電流の関係が数式化されたり、鉄に導線を巻き付けて電気を流すと磁石になる電磁石が発明されたり、磁石を動かすことで電流が発生する電磁誘導を発見したりと、電磁気学が急速に発展しました。
（名古屋市科学館公式ホームページの展示品解説より）
