為何不見「磁銅」和「磁鋁」,磁鐵究竟是如何形成的?

2020-12-17 奇點使者

說到磁鐵,或許很多小夥伴都有著一種回憶。那就是在一些玩具或收音機中找到磁鐵,然後拿來玩耍。筆者小時候也會拆解家裡準備淘汰掉的一些小機器,諸如收音機、壞掉的黑白電視等。

而拆解的目的只有一個,就是找到裡面的磁鐵。而小時候的我們,也會有一個疑問,那便是為什麼在這些電器或者玩具中只有磁鐵,沒有磁銅呢?或者是其它帶吸引力的金屬?這一次,我們就來講講其中緣由。

首先我們要知道,磁鐵其實是一種電磁力,也是一種磁場力。在中學的物理課本上,就描述了磁場的分布情況。那這磁場是怎麼回事呢?其產生的力又是怎麼回事呢?要解決這個問題,就要進入到微觀中觀察。

我們知道,原子是物質的基本,由原子核和電子組成的。其中,電子帶著負電荷,原子核帶著正電荷。原子核是不斷旋轉的,而電子又會迅速繞在原子核的周圍運動。因此,這就產生了一種電流,這些電流便是磁場的本源。

說起來,每個物質都帶有吸引力,只不過影響不夠大。我們將原子內的電流稱為「微磁」,一個小小的「微磁」肯定起不了什麼作用,所以它的引力對人類來說為零。但當「微磁」數量多了後,疊加的效果就會增大,其影響力也就會增大。

原子中的電子分布是有規律的,而不是胡亂分布。電子是一層層的分布在原子核周圍,並且能量越大的電子就越在外面。每層電子的數量在持平時,電子互相之間的「微磁」就會被抵消,因此也就沒有了吸引力。

只有原子最外層沒有電子時,才會產生引力。而在元素周期表中,只有鐵、鈷、釓等晶體排布均衡,所以它們能產生引力。另外的一些銅、銀、鋁等金屬物質是沒有這樣的特性的,所以也就沒有磁引力。話又說回來了,既然鐵是這樣一種物質,那為什麼不是每一塊鐵都能成為有吸引力的磁鐵呢?其實,因為不是每一塊鐵都有如此完美的內部。

其實,我們只要將一個鐵塊放在磁鐵的磁場中,就可以製造出一個磁鐵。這樣,就也能對其它鐵塊有較大的吸引力。還有一個很重要的點是,只有鐵才會被磁化,而其它的銅、銀等金屬是不會被磁化的。所以,磁鐵只對含有鐵元素的物質有吸引力。

這個世界上還有著很多常人無法理解的小科學,而我們普通人倘若能夠掌握這些小科學,對自己的生活肯定有非常好的幫助。生活是科學的,而科學就體現在我們生活的方方面面。

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