鉄の棒を磁石に変える?

質問

ちょっと昔のアメリカのドラマ「マクガイバー」にこんなシーンがありました。

　悪い人達に毒の注射を打たれた主役の男性、マクガイバーが排水溝の中に落っこちた解毒剤の入った鉄製のケースを拾うために、2メートルぐらいの鉄の棒を持ってきて一方の端を持ってもう一方の端を何度か消火栓に勢いよくカンカンと叩いて鉄の棒を磁石に変えてその棒でケースを拾い上げました。

　ここで質問なのですが「鉄の棒は一方の端を強く叩くと磁石に変わる」のでしょうか。その時のセリフは「一方の端に一時的にイオンが集まって……鉄の棒を磁石に変えたんだ」等と言っていた気がします。

本当にこんなことがあるのでしょうか。そうだとしたらこれは一体どういった事なのでしょうか。教えてください、お願いします。

回答No.6

noname#2430 · ベストアンサー

鉄を叩くと磁石になる？についてですが、
２つの要因が有ります。
(1)に結晶組成変形が要因で
身近なものでSUSボルト（非磁性体（オースナイト系））をペンチ等で
ガリガリ削ったりすると磁石に着くようになります。
要は非磁性（オースナイト）から磁性（マルテンサイト）になったわけです。
これは結晶組成が加工により崩れ、磁性の組成になった事によります。

(2)に磁歪？が有ります。
一般的に鉄を磁化すると歪みが生じます。
釘にコイルを巻、電気を通電し磁石にすると歪みが生じ少し長くなるのです。
（熱膨張係数より小さいレベル）
逆に言えば、歪みを与えれば、磁力が発生すると言う訳です。

一般的に鉄の棒と言えば磁石に着く（マルテンサイト系）物ですが、
(1)(2)の要因が重なり磁石になったと考えます。
ただし、材料・質量により磁力は異なりますが、
ケースを吸着させるは無理が有りそうです。

お礼

みなさん 様々なお答えありがとうございます。

結論としては「鉄を叩くと磁石にはなる。ただしとても磁力は弱い」といったところでしょうか。この問題がこんなにも複雑な物だとは思っていませんでした。皆さんに書いていただいた事の中には、正直言って難しくて理解できない部分もあるのでこれから頑張って勉強したいと思います。

ありがとうございました。

回答No.5

yu-mizu123

「マクガイバー」がやると何でも出来そうに思えます。
鉄を磁石にする方法ですが子供の時にやっていました。
クリップ、釘とかに磁石をこすりつけます。この時にこすりつけ方向を一定しないと行けません。例えば左から右にという様にします。強くこするよりも回数によって決まるように思います。ある程度の回数を超えると磁力は一定でそれ以上強くはなりません。磁力も釘だったら二本、クリップだったら五個ぐらいのものまでくっける事が出来ます。磁力としては弱いです。でも先程まで全然くっつかなかったクリップ、釘が吸引します。
多分、（電気でいう帯電状態）帯磁（磁気を帯びる）のような物だと思います。
短時間で強力な磁力を得る方法は電磁石しかないと思われます。

回答No.4

zinc

まず、基礎的なことから、
１.磁力の原因
磁力の原因は電子のスピンであり、イオンではありません。

２.強磁性体
このスピンが原子間で同じ方向を向いている物を強磁性体と言い
鉄、フェライト磁石等がこれに当たります。

３.磁区
スピンが同じ方向を向いている部分を磁区と言います。
鉄の内部はこのような小さい磁区に分れています。

４.磁力(物を引き付ける力)
磁力線が外(空気中等)に出てくると、物(強磁性体)を引き付けることができる。

ここまで書いてやっと質問の解答になります、
磁石になっていない（物がくっつかない）状態の鉄は、磁区の向きがバラバラのため内部で磁力線が閉じているので外に磁力線が出てきません。
このため物を引き付けることができません。

この小さい磁石の向きをそろえてやれば物を引き付けることのできる磁石になります。

外部から磁場をかけてやると、磁区の境界(磁壁)が移動し、
特定の方向の磁区が大きくなり磁力線が外部に出てきて
物を近付けることができます。
しかし、磁区は鉄の結晶の欠陥等に引っ掛かり簡単には移動しません。

そこで強い磁場をかけたり、温度をあげながら磁場をかけると磁石になります。
これが磁石の製造法です。(実際は熱をかけながら行います)

さて、地球には地磁気があります。
この方向に鉄の棒を向けてやり衝撃を与えると磁区の移動が
おこります。ただ、地磁気は弱いのでこれで砂鉄くらいは
引き上げられるかも知れませんが、ケースが拾い上げられるとは思いません。

ちなみに磁石になりやすい方向と言うのがあり、長い物であれば
長さ方向がなりやすい方向になります。
棒磁石はこの方向にN,Sになっていますよね。

回答No.3

akitana

磁力は原子核の周りを飛び回る電子スピンによるものですから、その意味では
どの種類の原子も微弱な磁力を持っています。ただ、原子の並び方、
結晶の配列の仕方によって、磁力が更に増すものと弱いものの違いが出てきます。
はじめの配列が、衝撃変形によって少し良くなったり悪くなったりして、
磁力に変化があることは本当です。ただし、目に見えるほど変わらないです。
市販の磁石を叩くと、大抵は磁力が落ちます。
だからイオンが集まると言う言い方は正しくないと思います。

回答No.2

brogie

地磁気の方向に向けて、鉄棒をハンマーで強く叩くと磁石になります。
日本では北下方向です。
１度実験されては如何でしょうか？
余り強くはありません。
軽いものなら、拾い上げられるでしょうが・・・・・

回答No.1

nozomi500

金属の鉄の棒に「イオン」はないから、うそでしょうね。

ケースを拾うとなると、かなり強力な磁石が必要ですので、そんなかんたんには作れないでしょう。

鉄をたたいて磁石になるとすると、たたいたほうがNかSかドッチの極になるか？という疑問がでます。新幹線のレールなど、しょっちゅう衝撃にあっているから、強力磁石になって、近くの釘や鉄くずが集まってきてさあ大変・・・、という話は聞いた事ありませんよ。