我們都知道磁鐵能吸鐵，但你有沒有想過，這股看不見摸不著的“引力”究竟是怎么來的？為什么它偏偏只對鐵情有獨(dú)鐘，卻對木頭、塑料不屑一顧？
揭秘“磁力”源頭：每個原子里都住著一個“旋轉(zhuǎn)小陀螺”
每個物質(zhì)的原子里，都有一群時刻在自轉(zhuǎn)的電子，就像一個個永不停歇的微型小陀螺。神奇的是，這些“小陀螺”在旋轉(zhuǎn)的時候，會產(chǎn)生一個微小的磁場，稱為“磁矩”。
物質(zhì)電子磁矩示意圖
非磁性材料內(nèi)部磁矩排列示意圖
在大多數(shù)物質(zhì)里，比如木頭、塑料、銅、鋁、水，這些小陀螺（磁矩）的朝向是雜亂無章、東倒西歪的，就像一群自由散漫的游客，整體上磁性相互抵消，所以對外不顯磁性。
但在磁鐵內(nèi)部，情況就大不一樣了。這些小陀螺們像是經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的士兵，會朝著同一個方向整齊列隊(duì)，使得無數(shù)個微小的磁矩力量疊加起來，形成了一個宏觀上強(qiáng)大的、能影響外界的磁場。這就是磁鐵“天生神力”的源泉。
永磁材料內(nèi)部磁矩排列示意圖
磁場：看不見的“無形之手”
于是，現(xiàn)在我們有了一塊內(nèi)部團(tuán)結(jié)一致的磁鐵，它會向周圍空間釋放一種看不見的能量場，這就是“磁場”。
當(dāng)一枚鐵釘，進(jìn)入到磁鐵的磁場范圍內(nèi)，磁鐵的“無形之手”就會伸過去，對鐵釘內(nèi)部那些原本雜亂無章的小陀螺們發(fā)號施令：“全體注意，向我看齊！”，這些小陀螺的磁矩方向馬上就會和外部磁場保持一致，這個過程叫做“磁化”。
磁鐵的磁力線磁化鐵示意圖
被磁化后的鐵釘，自己也會變成了“小磁鐵”，有了自己的N極和S極，它被磁化的那一端會與磁鐵的磁極相互吸引，于是，鐵釘就被吸過去了！
鐵元素的“特殊體質(zhì)”：一拍即合的鐵磁性
為什么這只“無形之手”只對鐵、鈷、鎳這些家伙發(fā)號施令，對銅、鋁卻沒用呢？
這就涉及到材料自身的問題了。鐵、鈷、鎳以及我們現(xiàn)在最常用的釹鐵硼（NdFeB）這類材料，我們稱之為“鐵磁性材料”。它們的內(nèi)部的小陀螺們天生就很容易“聽指揮”，也就是很容易被磁化。
而像銅、鋁這些“非鐵磁性材料”，內(nèi)部的小陀螺們天生“性格固執(zhí)”，任憑你外部磁場再強(qiáng)大，它們也無動于衷，不肯排隊(duì)，自然也就無法被磁鐵吸引了。
這就是磁鐵能吸鐵的全部秘密：磁鐵先用自己的磁場把鐵磁化，讓鐵也變成磁鐵，然后再把它吸過來。
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發(fā)布時間: 25-07-16