磁悬浮列车

　　要以最快的速度從一個地方去到數百公里，甚至數千公里以外的地方，一般人都會選擇乘搭飛機。可是，在不久的將來，一種新的交通工具將會帶領人們以高速於城市之間穿梭。

　　目前為止，一般的子彈火車能以 200 km/h 的速度前進。由於火車與路軌之間的磨擦力限制了火車的最高速度，所以人們便開始研究能懸浮於路軌之上的火車，於是便有磁浮火車的出現了。

　　顧名思義，磁浮火車是利用磁力使火車懸浮於路軌之上。磁浮火車經常被稱為 MagLev，即 Magnetically Levitated train 的簡寫。但是，利用一般的磁鐵並不能把火車穩定地浮起。要是你將兩塊磁鐵的北極相對，你會發現無法使一塊磁鐵穩定地浮在另一塊上 (左图)。所以，要把火車浮起並不如想像中般簡單。

　　真正磁浮火車是如何浮起來的？目前，磁浮火車還在試驗階段。德國科學家設計了一個名為 Transrapid 的系統，利用了「電磁力懸浮法」(EMS) 把火車浮起 (右图)。在這個系統中，火車的底部包著一條導軌，在火車底部起落架的電磁鐵向著導軌，磁力使火車懸浮在導軌之上約一厘米，即使在靜止的時候，火車仍然保持浮起。其他導引磁鐵則能使火車在行使時保持穩定。

　　日本的科學家則利用了「電動力懸浮法」(EDS) 把火車浮起。還記得甚麼是「電磁感應」嗎？當磁鐵在導體附近移動，導體內的磁場會因而改變 (圖三)，並感應出電流。感應電流又能產生磁場，根據楞次定律，這樣產生出來的磁場總是傾向於抗拒引起這個感應的改變。「電動力懸浮法」應用了電磁感應的原理。圖四(a)顯示了這種磁浮火車的原理。火車在導槽內行走，槽的兩邊安有一系列 "8" 字形的線圈。當一輛列車快速駛過時，車兩邊的超導磁鐵便會在線圈上感應出電流。巧妙的是，超導磁鐵在 "8" 字形的線圈中心以下經過，因此 "8" 字形線圈下半部的磁通量改變比上半部大，感應出如圖四(b)所