為何只有吸鐵石,卻沒有吸銅石和吸鋁石?銅和鋁不能被磁化嗎?
物理的魅力無處不在,從童年開始,大家就開始在“好玩”中接近物理。記得那時候老師講了“同級相斥,異級相吸”,回家還特意買兩塊磁鐵玩,常常“拼命”將同級的兩面磁鐵挨在一起,然后看著它們在磁力的相斥作用下努力排開彼此。
有時候也喜歡單獨玩吸鐵石,它可以成功吸住鐵類物質,衣服拉鏈、鎖、掛鉤等都會成功被它“黏住”。
不過同樣是金屬,為什么吸鐵石可以吸引鐵磁性物質,吸銅石和吸鋁石卻不行呢?銅和鋁不能被磁化嗎?
一個物體需要具備兩個必要條件,才可能具有磁場。一是磁場同方向排成一列的晶體結構,二是半滿的外層電子層結構。
銅原子具有充滿的電子殼層,當有其它磁場對它發生作用時,銅的內部會產生電子環流,進而出現與外部磁場方向相反的磁性,從而對磁力產生抗拒。
鋁原子具有未成對的電子,當有外磁場干擾的時候,鋁原子與銅原子不同,它的磁場方向完全與外部磁場方面一致,這也是一種非磁性現象,不過鋁的磁性并不是零,它具有微弱的磁力,只不過難以直接感受到。
鐵原子就不同了,它的內部是隨機分布的磁性區域,在沒有外磁力作用的情況下,這些效應會相互消除了,總體看上去完全沒有磁性。但是當有另一個磁場介入以后,鐵原子的磁性就會集體朝向一方,進而與磁鐵牢牢吸附在一起。
在物理學上,吸鐵石的學名叫“磁鐵”,它主要有由鐵、鈷和鎳構成了,能夠吸引眾多鐵磁性物質。
磁鐵不是由人類發明的,而是一種天然物質,最初由古希臘人和中國人發現,人們將其當作好玩的物質,發現它總是可以神奇的對鐵塊產生吸引力。
若是將一塊磁鐵放置于懸空狀態,它先是一統隨意搖擺,隨后便指向固定的方向。后來科學家經過深一步研究,發現了磁鐵“同級相斥,異級相吸”的原理,所以當它懸置于空中的時候,才會始終指著同一方向。
究其原因,是因為地球本身帶有磁場,地球的南北極相當于磁鐵的兩級,當磁鐵懸置于空中時,它的北極就會指向地球的南極,南極就會指向地球的北極。后來運用這個原理,中國人發明了指南針。
再后來,人工制造磁鐵出現,不過與永久的天然磁鐵有所差別,人工磁鐵只有在特定條件下才具有磁性。
如今,科學家通過對磁鐵的研究,將其運用在交通、天文、軍事、醫療等各大領域,給人們的生活帶來了巨大便利。