物理高手请教:吸铁石为什么会一直有磁性,求微观解释以及磁化的微观解释

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-10
物体为什么会产生磁现象 求微观解释

中学的解释:分子电流产生的磁场

1、对磁力线本质讨论的设问磁力线是构成磁场的基本单元,在用磁化铁粉的磁现象实验中,磁力线呈闭合曲线,相互排列,具有“同性相斥、异性相吸”的引力特性。从人类发现磁现象到今天,通过不断的研究和试验,最终使磁现象服务于人类的生产和生活的需要,成为了现代科学的一项研究成果。但是,人类对磁现象的本质却还不是十分清楚,有以下一些问题,科学目前是不能做出合理的解释。(1)、矿石中的永久磁力线是怎样产生出来的?(2)、电流的移动是怎样演化出磁力线的?(3)、磁力线为什么会是弯曲的而光线是直射的?(4)、磁力线为什么不能交越而光线可以交越?(5)、磁力线为什么会产生同性相斥、异性相吸的引力现象?(6)、导线切割磁力线为什么会产生感应电动势?(7)、铁元素材料为什么能抯挡磁力线穿过,而铜、铝元素材料却不能?(8)、永久磁石为什么不需要提供外能量而不会衰变、而电磁现象则不能?(9)、洛伦兹力为什么不需要外加能量?(10)、地球的磁场是怎样形成的?上述10个设问你能回答出几个,现代物理理论能正确地解释多少? 2、电磁现象物理实验的回顾据说世界最早发现磁现象的是古希腊的泰勒斯,也有的说是中国人最早发现了磁现象。总之,古人都把磁现象当作有灵性的东西来理解。到了1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了电流的磁效应,1831年英国物理学家法拉弟又发现了磁变电的现象,确定了电磁感应的基本定律。19世纪60年代麦克斯韦提出了电磁场的理论,并从理论上推测了电磁波的存在。1887年赫兹用自制的实验设备捡测到了电磁波,证明了麦克斯韦电磁场的预言的正确性。今天人们对电磁现象不再成为迷信,而且能高效地运用到通讯设备上实现了人类幻想中的千里眼顺风耳的神话传说。科学的探索是经过了前一代科学家的艰辛努力才取得了这些成功。从19世纪到21世纪科学发展都是在运用前人的成果,在基础理论物理上可以说没有取得什么很大的进展。就目前而言,科学家知道,磁场可以使铁磁金属的电阻发生改变。并将这一物理现象运用到了传感器上用于工业的自动化。在超导现象中磁场会对超导状态产生破坏,这一特性与磁场强度和临界温度有关。在这些现代化的科研成果中人们由于工业化的需要,只注重实验和运用成果,却忽视了对其基础理论的研究。所以,到今天为止,人们并不知道磁场是怎样产生的,磁力线是些什么物质构成的。所以,今天的科学家们对于我上述的10个设问,能做出合理解答的人可能很少。

磁铁不一定只能吸附铁,他还可以吸附有关钴和镍这两种物质,磁铁的成分其实和一般金属是相同的,他会有磁力是因为原子排列较整齐,而不会导致指北极和指南极能量互相抵销,他的原理是因为磁铁会产生封闭的同心圆磁力线来间接影响其他物质『铁,钴,镍』
物质在磁场内是否表现出磁性,决定是否被磁铁吸引。而这种磁性是宏观的磁性,宏观的磁性是微观磁性的总合。微观磁性在这里就是指原子的磁性。

原子产生磁性的基础是单电子,也就是化学里说的孤对电子。铁有5个但电子,3价离子有5个单电子,所以磁性比较强,铜没有单电子,所以没磁性。

原子有了单电子,有了微观磁性,还不等于宏观上就一定有磁性。很多材料,相邻的微观磁矩,因为化学结构的原因,被强制反向布置,那么宏观上就永远没有磁性,这就是反铁磁材料。
为什么会有磁力?围绕原子核高速旋转的电子相当于形成了环行电流,根据左手定律产生了磁性,因为一般晶体中原子的方向是自由排列的,所以各自的磁场会抵消,在磁铁之类的物质中,磁力线的方向是整齐一致的,从而表现出磁性。

磁铁为什么能吸铁?因为在外界磁场的作用下,铁本身各微磁场会沿磁力线方向改变,从而产生和磁铁的外部的磁力线方向一致的磁场。金属被吸的过程,就是一个内部电子旋转方向被强制改变的过程。

磁铁为什么不能吸铜?应该是和不同金属的电子层排列有关,大概因为铜的外层电子很不稳定,无法在磁力线的作用下保持稳定的磁场方向,所以吸不起来。但似乎能量足够大的话,是可以吸起来。一个电磁铁如果做到功率足够大的话,似乎不止可以吸铁,很多金属都可以被吸起来。

磁性
开放分类: 科学、物理、自然、电磁学、属性

磁铁吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。磁铁两端磁性强的区域称为磁极,一端为北极(N极),一端为南极(S极)。实验证明,同性磁极相互排斥,异性磁极相互吸引。

铁中有许多具有两个异性磁极的原磁体,在无外磁场作用时,这些原磁体排列紊乱,它们的磁性相互抵消,对外不显示磁性。当把铁靠近磁铁时,这些原磁体在磁铁的作用下,整齐地排列起来,使靠近磁铁的一端具有与磁铁极性相反的极性而相互吸引。这说明铁中由于原磁体的存在能够被磁铁所磁化。而铜、铝等金属是没有原磁体结构的,所以不能被磁铁所吸引。

什么是磁性?简单说来,磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中,由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度,来确定物质磁性的强弱。因为任何物质都具有磁性,所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。

在磁极周围的空间中真正存在的不是磁力线,而是一种场,我们称之为磁场。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道,物质之间存在万有引力,它是一种引力场。磁场与之类似,是一种布满磁极周围空间的场。磁场的强弱可以用假想的磁力线数量来表示,磁力线密的地方磁场强,磁力线疏的地方磁场弱。单位截面上穿过的磁力线数目称为磁通量密度。

运动的带电粒子在磁场中会受到一种称为洛仑兹(Lorentz)力作用。由同样带电粒子在不同磁场中所受到洛仑磁力的大小来确定磁场强度的高低。特斯拉是磁通密度的国际单位制单位。磁通密度是描述磁场的基本物理量,而磁场强度是描述磁场的辅助量。特斯拉(Tesla,N)(1886~1943)是克罗地亚裔美国电机工程师,曾发明变压器和交流电动机。

物质的磁性不但是普遍存在的,而且是多种多样的,并因此得到广泛的研究和应用。近自我们的身体和周边的物质,远至各种星体和星际中的物质,微观世界的原子、原子核和基本粒子,宏观世界的各种材料,都具有这样或那样的磁性。

世界上的物质究竟有多少种磁性呢?一般说来,物质的磁性可以分为弱磁性和强磁性,再根据磁性的不同特点,弱磁性又分为抗磁性、顺磁性和反铁磁性,强磁性又分为铁磁性和亚铁磁性。这些都是宏观物质的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。但是核磁性只有电子磁性的约千分之一或更低,故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。原子核的磁性很低是由于原子核的质量远高于电子的质量,而且原子核磁性在一定条件下仍有着重要的应用,例如现在医学上应用的核磁共振成像(也常称磁共振CT,CT是计算机化层析成像的英文名词的缩写),便是应用氢原子核的磁性。
磁性材料可分为软磁性材料如铁和硬 磁性材料 如钢。
根据物质电结构学说,任何物质(实物)都是由分子、原子组成的,而分子或原子中任何一个电子都不停的同时参与两种运动,即环绕原子核的运动和电子本身的自旋。这两种运动都等效于一个电流分布,因而能产生磁效应。把分子或原子看成一个整体,分子或原子中各个电子对外界所产生磁效应的总和,可用一个等效的圆电流表示,统称为分子电流。这种分子电流具有一定的磁矩,称为分子磁矩。

安培分子电流假说 磁铁和电流都能产生磁场,磁铁的磁场和电流的磁场是否有相同的起源呢?电流是电荷的运动产生的,所以电流的磁场应该是由于电荷的运动产生的.那么,磁铁的磁场是否也是由电荷的运动产生的呢?我们知道,通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似.法国学者安培由此受到启发,提出了著名的分子电流的假说.他认为,在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极.
安培的假说能够解释一些磁现象.一根铁棒,在未被磁化的时候,内部各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外界不显磁性.当铁棒受到外界磁场的作用时,各分子电流的取向变得大致相同,铁棒被磁化,两端对外界显示出较强的磁作用,形成磁极.磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性.这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下,分子电流的取向又变得杂乱了.
在安培所处的时代,人们对物质内部为什么会有分子电流还不清楚.直到20世纪初,才知道分子电流是由原子内部电子的运动形成的.安培分子电流的假说,揭示了磁铁磁性的起源,它使我们认识到:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的.
磁性材料 实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同.根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可粗略地分为三类:顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质.
根据分子电流假说,物质在磁场中应该表现出大体相似的特性,但此表告诉我们物质在外磁场中的特性差别很大.这反映了分子电流假说的局限性.实际上,各种物质的微观结构是有差异的,这种物质结构的差异性是物质磁性差异的原因.</PGN0159A.TXT/PGN>
我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质,把铁磁性物质称为强磁性物质.通常所说的磁性材料是指强磁性物质.
磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料.磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去磁的物质叫硬磁性材料.一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大.磁性材料按化学成分分,常见的有两大类:金属磁性材料和铁氧体.铁氧体是以氧化铁为主要成分的磁性氧化物.
软磁性材料的剩磁弱,而且容易去磁.适用于需要反复磁化的场合.可以用来制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中的记忆元件,以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的铁芯等.常见的金属软磁性材料有软铁、硅钢、镍铁合金等,常见的软磁铁氧体有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等.硬磁性材料的剩磁强,而且不易退磁,适合制成永磁铁,应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等电器设备中.常见的金属硬磁性材料有碳钢、钨钢、铝镍钴合金等,常见的硬磁铁氧体为钡铁氧体和锶铁氧体.
随着社会的进步,磁性材料和我们日常生活的关系也越来越紧密.录音机上用的磁带,录像机上用的录像带,电子计算机上用的</PGN0159B.TXT/PGN>磁盘,储蓄用的信用卡等,都含有磁性材料.这些磁性材料称为磁记录材料.靠着磁记录材料,我们可以在磁带、录像带、磁盘上保存大量的信息,并在需要的时候“读”出这些信息.磁记录材料在20世纪70年代以前采用磁性氧化物,1978年合金磁粉研制成功之后,开始采用金属磁性材料,从而大大提高了磁记录的性能.现在人们又在使用金属薄膜作磁记录磁性材料.磁记录技术又得到了进一步的提高.

吸铁石是硬磁性材料,能够持续的保持被磁化的状态。
吸铁石分子内部绝大部分电子的排布都是朝向同一个方向,每个电子运动产生的微小磁场被同向叠加,在宏观上就表现出具有强磁性。确切的说只要是有带电粒子构成的分子所组成的物体都具有磁性,电流的定向移动产生磁场,大部分物体没有表现出磁性是因为其物体内部分子排布杂乱无章,分子之间的微小磁性被其他的分子所抵消。如果拿一块磁铁,给磁铁加热至高温,直接冷却后,磁铁的磁性就会消失,这就是因为加热后物体内部分子的热运动增加,原有的分子排布被打乱、同向性丧失,宏观表现为磁性消失。

是一个男的和一个女的原本在一起结果被分开了,于是两个人还总是想在一起。就是这样。

你的提问错了,吸铁石并不是一直有磁性的。
过几年他的磁性就会减弱。

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