宇航员 人进入强磁场中会发生什么?科学家用青蛙做实验,得到了反重力蛙


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综述提到“磁场” , 很多人会联想到磁铁和铁制品 , 而对于其他东西 , 比如人体、动物等生物体 , 我们就很难将二者联系在一起 。
这些联想与判断皆是源自于寻常生活中不断观察下来所积累的经验 , 只在一定范围内去使用的确没有什么问题 , 但是如果将某个参数变得过大或过小 , 便可能在某些事物上产生微妙又令人不可思议的联系 。

比如:如果将生物体放在一个强度远超过日常生活所能接触到的超强磁场中 , 会发生什么情况呢?

材料的三种磁性所有材料的磁性可以分为三种:铁磁性、顺磁性和抗磁性 。

  • 铁磁性
这应该是我们最熟悉的一种磁性了 , 易被磁铁吸引的铁、钴、镍金属就属于这一类 。 基态原子内部各个能级电子均为偶数(每个轨道被两个电子占据) , 且每个轨道两个电子自旋方向相反 , 它们的磁矩可以相互抵消 。
但这三种金属最外层电子数是奇数(根据宏特规则 , ⅤⅢ元素如铁:[Ar
3d54s1 , 最外层N的4s能级为半充满状态有一个电子 , 次外层M的3d能级也为半充满状态 , 有5个电子 , 均为基数) , 多余出来的那个电子会独自产生微小的磁矩 , 但这磁性平常并不会表现出来 , 因为在外界没有磁场作用的条件下 , 外层电子的运动是混乱的 , 所以磁矩也会被抵消 。 而一旦对其加以磁场作用 , 各个电子运动就会趋于有序 , 磁矩指向同一方向 , 多余的电子也就会对外表现出磁性 。
  • 顺磁性
顺磁性材料常见的有铝、硼、氧气等 。 与铁磁性材料相似 , 它们的原子最外层也有一个电子 , 因此有微小的磁矩可表现出磁性 , 但由于这个单电子经常与其他原子外层的单电子纠缠 , 磁矩相互抵消削弱 , 就使其磁性非常微弱 , 在生活中很难感受到 。
  • 抗磁性
顾名思义 , 这种材料自身产生的磁场会与外界施加的磁场相互排斥 。 这类材料种类繁多 , 常见的水、木头和任意有机体都属于抗磁性材料 。 这种材料的原子外层电子数为偶数 , 成双成对便可抵消磁矩 , 对于外界而言呈磁中性 。
大胆的人 , 大胆的实验安德烈·海姆出生在俄罗斯(前苏联) , 毕业后在俄罗斯的一家研究所工作 , 但心中拥有更加远大理想的他 , 并看不上所里的那些研究课题 , 同时也是认为研究所里的工资太低 , 于是后来辗转多地 。 最终被荷兰的一所大学聘为副教授 , 开启了他真正的研究征程 。
一次偶然的机会 , 安德烈对磁悬浮技术产生了兴趣 , 而在当时磁悬浮技术已经比较成熟 , 基本没有什么新颖课题可以做 , 但是安德烈想要做的 , 是否定一百多年前科学家Earnshaw的观点—单靠永磁铁不能使一个物体在六个自由度上都保持悬浮的平衡状态(六个自由度即上、下、左、右、前、后) 。
经过多方准备 , 不顾其中的风险 , 大胆的安德烈决定重启多年以前失败过的“磁化水”实验 。 这次在他自己的实验室展开 , 并且有一批优秀的研究员辅助 。 安德烈将一滴水滴入一个嵌有永磁铁并可以产生强大磁场的仪器中 , 令人吃惊的事 , 这滴水并没有流下或是进入仪器中损坏仪器 , 而是静静地悬浮在其中 , 就这样 , 初次实验顺利成功 。 但安德烈的探索并未止步于此 , 很快 , 他就将目光锁定在生物体身上 。

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