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磁力是什么? 关于磁场和磁力的事实( 二 )

科学家 相对论


据《超物理》杂志称 ， 反磁性是由原子内电子的轨道运动产生的微小电流环引起的 ， 这些电流环会产生微弱的磁场 。 当外加磁场作用于材料时 ， 这些电流环倾向于以一种与外加磁场相反的方式排列 。 这使得所有的材料都被永磁体排斥;然而 ， 产生的力通常太弱而不能被察觉 。 然而 ， 也有一些明显的例外 。
热解碳是一种类似于石墨的物质 ， 它的抗磁性甚至比铋还要强 ， 尽管它的抗磁性只有一个轴 ， 而且它实际上可以悬浮在一个超强的稀土磁铁上 。 某些超导材料在临界温度(即它们成为超导的温度)以下表现出更强的抗磁性 ， 因此稀土磁铁可以悬浮在它们上面 。 (从理论上讲 ， 由于它们之间的相互排斥 ， 一个可以悬浮在另一个之上 。 )
顺磁性是指材料在磁场中暂时具有磁性 ， 而在去除外部磁场后又恢复到非磁性状态 。 当施加磁场时 ， 一些未配对的电子自旋会与磁场对齐 ， 并压倒反磁性产生的相反力 。 然而 ， 密苏里南方州立大学的物理学教授丹尼尔·马什说 ， 这种效应只有在非常低的温度下才会显著 。
其他更复杂的形式包括反铁磁性 ， 即原子或分子的磁场排列在一起;自旋玻璃的行为 ， 包括铁磁和反铁磁相互作用 。 此外 ， 根据加州大学戴维斯分校的说法 ， 铁磁性可以被认为是铁磁性和反铁磁性的结合 ， 因为它们之间有许多相似之处 ， 但它仍然有自己的独特性 。
电和磁
显示弗莱明的右手规则如何工作的信息图表当导线在磁场中移动时 ， 磁场在导线中感应出电流 。 相反地 ， 磁场是由运动中的电荷产生的 ， 比如当导线有电流时 。 所以你家里所有的电线都会产生微小的磁场 。 电和磁之间的这种关系可以用法拉第感应定律来描述 ， 法拉第感应定律是电磁铁、电动机和发电机的基础 。 电荷沿直线移动 ， 比如穿过直线导线 ， 就会产生绕导线旋转的磁场 。 当金属丝形成一个环时 ， 磁场就变成了一个甜甜圈的形状 ， 也就是环面 。
直流电还能在一个方向上产生一个恒定的磁场 ， 这个磁场可以随电流开关 。 这个磁场可以使一个可移动的铁杠杆偏转 ， 从而发出可听见的咔哒声 。 这是19世纪30年代由塞缪尔·f·b·莫尔斯发明的电报的基础 ， 根据国会图书馆的说法 ， 电报允许使用基于长脉冲和短脉冲的二进制代码通过电线进行长途通信 。 熟练的操作人员通过使用弹簧负载的瞬间触点开关(或按键)快速打开和关闭电流来发送脉冲 。 然后 ， 接收端另一个操作员将听到的咔哒声翻译成字母和单词 。
绕着磁铁的线圈也可以以不同的频率和幅度移动 ， 从而在线圈中产生电流 。 这是许多设备的基础 ， 最显著的是麦克风 。 声音使膜片随着不同的压力波进进出出 。 如果膜片连接到围绕磁芯的可动线圈上 ， 它将产生一种类似于入射声波的变化电流 。 然后 ， 电信号可以按需要放大、记录或传输 。 微型的超强稀土磁铁被用来制造手机的微型麦克风 ， Marsh告诉Live Science 。
当这个被调制的电信号被应用到线圈上时 ， 它会产生一个振荡的磁场 ， 导致线圈在磁芯上以同样的模式移动 。 然后 ， 线圈被连接到一个可移动的扬声器锥体上 ， 这样它就可以在空气中再现可听到的声波 。
电磁体的应用几乎数不胜数 。 法拉第感应定律构成了我们现代社会许多方面的基础 ， 不仅包括电动机和发电机 ， 还包括各种大小的电磁铁 。 同样的原理也被用于调整计算机硬盘驱动器上的微小磁粒子以存储二进制数据 ， 而且每天都有新的应用程序在开发 。

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