天然磁石的磁力是怎麼來的?和電磁感應現象有什麼關係?

2020-12-18 趣學習

大家知道,中國古代有四大發明——造紙術、指南針、火藥及印刷術,其中指南針的原理我相信最初古人是沒有完全弄明白的,但這世界上許多的事其實是不需要了解個盡然就可以實際應用了,指南針也一樣,從古至今它指引了多少旅行者前進的方向,但是發明指南針的古人甚至都不會知道地球是個球體,所以你和他談論磁石與地球磁場的關係也沒有什麼意義。

許多人最初接觸磁石的時候,一定會對其神奇的磁力感到不可思議,據說啟發愛因斯坦探索天性的就是來源於父親送他的指南針。那麼自然界的磁石到底是因為什麼原因產生的,它和物理學上的電磁感應又有什麼關係呢?一起來看看吧。

我們知道,麥可·法拉第一般被認為是最早研究和發現了電磁感應的人,電磁感應現象是指放在變化磁通量中的導體,會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢,若將此導體閉合成一迴路,則該電動勢會驅使電子流動,形成感應電流。

一般來說電磁鐵的原理就是利用了電磁感應現象,人們在導線圈中通電,用以來製造磁場。但是天然的磁石不需要人為通電,卻依然擁有很可觀的磁性,這到底是為什麼呢?

現代科學普遍認為地球內部磁場的產生使某些天然物質,如三氧化二鐵,變成了天然磁石。

磁鐵礦是一種氧化鐵礦物,是鐵的主要礦石礦物之一。其最重要的物理性質之一就是磁性,並因此而得此名。

現在一般認為物質的磁性起源於原子中電子的運動,磁鐵吸鐵是由磁鐵的特性決定的,電流產生的磁場亦會磁化天然物質,磁化的物質產生電場,電場互相作用就會產生力的作用 。

物質大都是由分子組成的,而分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地運動,在原子核周邊形成電子云,而電子的運動過程會產生磁性。但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性。

鐵、鈷、鎳或氧化鐵等鐵磁類物質有所不同,它們的內部電子自旋可以在小範圍內自發地有序起來,從而在物質內部形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,由於是一致排列不會出現相互抵消的情況,所以在宏觀上就產生了普通人能感知到的磁性。

磁鐵的吸鐵過程其實就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵的不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵「粘」在一起了,人們就會說磁鐵具有磁性了。

一般來說天然磁鐵的磁性與電磁鐵、超導磁鐵比起來要弱得多。如果需要比較強的磁性材料,通常只能使用人造的磁性材料(如:釹鐵硼)。

相關焦點

  • 指南針的原理是什麼?而地球磁場來源於自激發電?怎麼產生的?
    地球的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。地球表面的磁體,當可以自由轉動時,就會因磁體同性相斥、異性相吸的性質指示南北。古人其實很早就發現了這種現象,但是最開始卻沒有將地球想像成一塊磁鐵。地球磁場的概念最初來自於英國的吉伯在1600年提出的「地球是一個巨大的磁石」。所以有關地磁場起源的推測已有近400年的歷史。
  • 法拉第之前有人發現了電磁感應嗎?
    奧斯特關於電和磁相互作用—也就是電流的磁效應的發現,立即震動歐洲,很多人都展開實驗,實驗的目的是尋找奧斯特實驗的逆現象------磁產生電。1825年,瑞士的物理學家科拉頓做了這樣一個實驗,他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈,來觀察在線圈中是否有電流產生。
  • 「磁石吸鐵,間隔潛應」:談談我國古人對「磁」的理解
    馬克思把指南針和火藥、印刷術三者,同稱為「預兆資產階級社會到來的三項偉大發明」。指南針正是根據物理學上的磁學原理創製出來的,它的發明說明了我國古代有著豐富的磁學知識。一、對磁體的認識磁體是指具有磁性的物體,它有天然的和人造的兩大類。四氧化三鐵就是一種天然磁體,它具有比較明顯的磁性,因此比較容易被人們所發現。
  • 工業革命—正傳:27.電磁感應
    戴維有強烈的進取心,也有強烈的榮譽感,但是凡事不能過頭啊。到了1831年,法拉第已經10年沒摸電磁學了,他決定把重點轉回電磁方面。當時的人都知道靜電感應現象,你弄個瓶子,插進一根金屬絲,下邊綁上兩個很薄的錫箔。然後拿琥珀這種容易起電的東西用絲綢來回摩擦,很快琥珀就帶電了。帶電的琥珀去接近金屬絲,下方的錫箔會張開一個角度。可是琥珀並沒有觸碰金屬絲。這個電是怎麼傳過去的呢?
  • 麥可 法拉第是發明第一臺電動機和發現電磁感應的人
    麥可·法拉第是英國著名化學家戴維的學生和助手,他的發現奠定了電磁學的基礎,是麥克斯韋的先導。1831年10月17日,法拉第首次發現電磁感應現象,並進而得到產生交流電的方法。1831年10月28日法拉第發明了圓盤發電機,是人類創造出的第一個發電機。由於他在電磁學方面做出了偉大貢獻,被稱為「電學之父」和「交流電之父」。
  • 第4150回:英法拉第電磁感應,發明電動機發電機
    法拉第觀察到磁場會影響光線的傳播,他找出了兩者之間的關係。他發現了電磁感應的原理、抗磁性、法拉第電解定律。 1831年法拉第發現當一塊磁鐵穿過一個閉合線路時,線路內就會有電流產生,這個效應叫電磁感應,產生的電流叫感應電流。一般認為法拉第的電磁感應定律是他的一項最偉大的貢獻。
  • 電磁感應加熱器在塑料機械上的應用
    這種新型的加熱方式就是變頻電磁感應加熱技術,變頻電磁加熱技術是採用電磁感應的原理,將電能轉化為電磁能,電磁能轉變成直接熱能,熱效率達95%以上,平均可節約用電30~%50%且具有熱源穩定加速,迅速使用壽命長,降低加熱功率,維護簡單等優點,完全可以替代傳統電阻式加熱方式,廣泛應用於塑料橡膠製品加工化工,醫藥,食品,能源印刷,建築等行業。
  • 磁石造句和解釋_磁石的例句有哪些 - 小孩子點讀
    磁石(cí shí)。即磁鐵。磁鐵礦的礦石。即天然的吸鐵石。(出自:統編版五年級上冊-第八單元-27、我的「長生果」)磁石參考例句:1、少女的同情與溫柔,真有磁石般的力量。2、少女的同情和溫柔,真有磁石般的力量。3、她於他,是一塊相斥的磁石,從不曾真正看盡眼裡。
  • 磁石勺「司南」的重製者黃興
    其中最難的事情可能有兩件。 第一件是找磁石。前人研究中,只有王振鐸用磁石做了實驗,劉秉正所用磁石剩磁非常低,達不到古文獻中所描繪的水平。從一開始,我就利用各種機會找天然磁石。 首先,按照古文獻記載到河北武安磁山上找。
  • 解讀歷史上因為電磁汙染現象而發生戲劇性轉折的典型
    首先,電磁汙染並非只是由於人類文明發展所帶來的必然性優劣並存。在人類發現電磁現象以前,地球這顆行星本身就存在著大地磁場,這樣的天然磁場並非是一種不利的電磁輻射,它本身就是行星物質構造與組成成分所決定的必然能量形態,而正是由於這樣的地球磁場才得以阻止了太陽風等離子體的長驅直入,使得地球本身的磁場處於一種相對穩定的狀態。
  • 專家釋疑:天然磁石勺能指南嗎—新聞—科學網
    而他完成不久的博士後課題正是「天然磁石勺『司南』實證研究」。 司南在歷史上是否真的存在,以什麼形態存在,科學史界時有爭議。黃興認為,進不進教科書不是學術研究該糾結的問題。在歷史文獻記載不夠詳細和考古資料不足的情況下,科學的實證研究是解決這一問題研究的重要途徑。
  • PLC在電磁感應加熱造紙烘缸中的應用
    隨著近些年國際上能源緊缺現象的加劇以及人們環保意識的增強,各個工業部門都在不斷改造老舊的設備,開發節能高效的新型設備。作為造紙生產線中的耗能大戶,加熱烘缸的改造,需要從根本上改變由熱油和過熱蒸汽作為加熱介質的加熱方式,尋找一種簡單方便又無汙染的替代方案。
  • 電磁感應烹飪可以減少廚房碳排放
    一個高科技的替代品就是電磁感應。這項技術最初是在一百多年前首次被提出,然後在1933年芝加哥世界博覽會上向大眾進行展示。如今的電磁爐和嵌入式灶具在歐洲和亞洲都已經十分普遍,但是在美國仍然是一個新興技術。隨著更多的城市和州都開始進行電氣化,下面我們就來看一看電磁感應的工作原理,以及將它應用於烹飪的優勢與弊端。無火加熱我是專門研究電磁場的電氣工程師。
  • 遊戲王:武藤遊戲電磁石卡組的進化版,為什麼沒人使用?
    電磁戰士一直以來都是整個遊戲王裡面非常邊緣的卡組,雖然說我認為他們本身的實力其實已經幾擠身二線了,但是還是有很少人使用它們。他們本身擁有的特性幾乎無可比擬,被打散了還能繼續重組。這個就是當初大家夢寐以求的永動機模模式,他甚至還可以聯動比較早期的磁石戰士卡住。
  • 一文看懂電磁感應定律右手定則
    電磁感應定律中電動勢的方向可以通過楞次定律或右手定則來確定。右手定則內容:伸平右手使姆指與四指垂直,手心向著磁場的N極,姆指的方向與導體運動的方向一致,四指所指的方向即為導體中感應電流的方向(感應電動勢的方向與感應電流的方向相同)。楞次定律指出:感應電流的磁場要阻礙原磁通的變化。簡而言之,就是磁通量變大,產生的電流有讓其變小的趨勢;而磁通量變小,產生的電流有讓其變大的趨勢。
  • 國博撤下磁石司南,是磁性不足還是沒有存在過?中科院來告訴我們
    這段話的大意是:王充不相信存在這種神草,他認為這種草有「屈而指之」的現象,只是草的天性,好比「司南之酌/杓」能夠指南,「魚肉之蟲」選擇北行,都是自然本性。其隱藏之意是:司南能夠指南,是依據其天然屬性來指向南方,所以司南是磁勺的可能性很大,並且說得通。
  • 孩子手中的百變世界:199元米兔兒童磁力積木發布
    米兔兒童磁力積木延續了傳統積木的組合設計,有別於傳統積木的拼搭體驗。通過內置磁力點,讓積木相互間有了磁力吸引,讓傳統積木無法實現的空間造型拼搭成為現實。這款磁力積木將於8月16日0點在小米網、米家有品開售,各地小米之家當日同步開售,感興趣的用戶不妨關注一下。