
文章图片

我们最先感受到“磁” , 源于小时候对磁铁(俗称吸铁石)的接触 。 当吸铁石接触铁制品时就会把它们牢牢吸住 。 而这里我们了解的吸铁石就是所谓的磁体 , 它有两个“磁极” , 分别叫作N极和S极 。
A1.磁性有多少种?
【电磁的秘密(二)】现在我们知道无论是微观世界的基本粒子 , 还是宏观世界的各种材料 , 都会具有磁性 。 物质的磁性不但是普遍存在的 , 而且是多种多样的 。 世界上的物质究竟有多少种磁性呢?简单说来 , 物质的磁性可以分为强磁性和弱磁性 。 再根据磁性的不同特点 , 强磁性还可以分为铁磁性和亚铁磁性 , 弱磁性也可以再分为抗磁性、顺磁性和反铁磁性 。 这些都是宏观物质原子中的电子产生的磁性 。
原子中的原子核也具有磁性 , 称为核磁性 。 但是核磁性仅仅只有电子磁性的千分之一或更低 , 因此一般讲物质磁性和原子磁性都主要考虑原子中的电子磁性(忽略了原子核的磁性) 。 但是由于原子核的质量远高于电子的质量 , 因此原子核磁性在一定条件下仍有着重要的作用, 例如 , 现代医学上应用的核磁共振成像 , 便是应用了氢原子核的磁性 。
A2.磁体怎么分类?
磁体的种类很多 , 一般分为硬磁体(或叫永磁体 , 因为它的磁性保持时间较长或永久保持)和软磁体(磁性保存的时间较短)两大类 。 我们常说的磁铁 , 一般是指永磁体 。 永磁体又可以再分为两大类:金属合金磁铁(包括钕铁硼磁铁、铝镍钴磁铁、钐钴磁铁等)和铁氧体磁铁 。 然而对于金属合金磁铁的运用 , 在我们的日常生活中是非常普遍的 。 因为它种类和优点都很多 。 几种合金磁铁的特性如下 。 钕铁硼磁铁:它被人们称为磁王 , 因为它是目前发现商品化性能最高的磁铁 。 其本身的机械加工性能也相当好 。 工作温度最高可达200℃ 。 并且其质地坚硬 , 性能稳定 , 有很好的性价比 , 应用非常广泛 。
但由于它的化学活性很强 , 因此必须对其表面进行涂层处理 。 铝镍钴磁铁:它是由铝、镍、钴、铁和其他微量金属元素构成的一种合金 。 因为其可加工性好 , 所以可以铸造加工生产成不同的尺寸和形状 。 其工作温度可高达600℃ 。 这些优点促成其广泛运用于各种仪器仪表等应用领域 。 钐钴磁铁:钐钴作为稀土永磁铁 , 不但有着较高的磁能积、可靠的矫顽力 , 还有着良好的温度特性 。 与钕铁硼磁铁相比 , 钐钴磁铁更适合工作在高温环境中 。 铁氧体磁铁:它是通过陶瓷工艺制造而成的 , 质地比较坚硬 , 但属于脆性材料 。 由于它具有很好的耐温性、价格低廉、性能适中 , 也已成为应用较为广泛的永磁体 。
由于外界的温度、压强、外磁场等都会影响物质的磁态 , 在不同参数的影响下 , 物质会显示出不同的磁性 。 磁体也可以根据外界条件的耐受力来划分 。
A3.什么是磁化?
并不是所有物体都可以获得磁性 。 物体能否获得磁性 , 与物体的材料有关 , 像塑料、泥土等物质就不能获得磁性转化为磁体 。 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性 , 这种现象叫作磁化 。 磁性材料里面分成很多微小的区域 , 每一个区域就叫一个磁畴 , 而每一个磁畴都有自己的磁距 。 一般情况下 , 各个磁畴的磁距方向不同 , 磁场相互抵消 , 所以整个材料对外就不会显示磁性 。 如果各个磁畴的方向趋于一致 , 整块材料就会对外显示出磁性 。 只要它们的原子内部电子在不同自转方向上的数量不一样 , 并且相互作用 , 排列有序 , 就会显示磁性 。 那么 , 当磁性材料中磁畴的磁距方向变得一致就可以获得磁性 。 所以当把对外不显磁性的材料放进另一个强磁场中时 , 就会被磁化 。 但是 , 不是所有材料都可以被磁化的 , 只有少数金属及金属化合物才能被磁化 。
一般的磁化方法有三种:一是用磁体的南极或北极 , 沿物体向一个方向摩擦几次;二是在物体上绕上绝缘导线 , 通入直流电 , 经过一段时间后取下即可;三是使物体与磁体吸引 , 一段时间后物体将具有磁性 。
A4.哪些物体可以称作磁体?
磁体是产生一定强度的磁场的装置 , 能吸引钢铁一类物质的物体 。 人们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性 , 具有磁性的物体叫作磁体 。 古代 , 最初发现的被称为“天然磁石”的矿物 , 就可以称作磁体 。 这种矿物中含有铁 , 能吸引其他物体 , 很像磁铁 。 铁钛、铁锰氧化物及氢氧化物、铁的硫化物以及铁、钴、镍及其合金等都是自然界的各类岩石中最常见的磁性矿物 。 科学家们认为 , 这些矿物中 , 除铁钴镍及其合金之类的磁学状态属铁磁性外 , 其余矿物的磁学状态则属于反铁磁性(如赤铁矿、钛铁矿、针铁矿、陨硫铁及钛尖晶石等) , 或者铁氧体性(像磁铁矿、磁黄铁矿、磁赤铁矿、锰尖晶石等) 。 在铁氧体性的磁体中 , 磁铁矿、磁赤铁矿的磁性最强 。
推荐阅读
- 可可西里为何被称为“人类禁区”?究竟有哪些危险之处?
- 植物生态学家:人们应该吃更多的昆虫,并利用其代谢物种植作物
- 赤铁矿 氧气出现于34.6亿年前
- 火星 关于萤火虫的14个有趣的科学小知识
- 火星 科技三分钟 气候变暖!格陵兰海拔最高处首次降雨