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(shí)候老師講了“同級(jí)相斥,異級(jí)相吸”,回家還特意買兩塊磁鐵玩,常常“拼命”將同級(jí)的兩面磁鐵挨在一起,然后看著它們?cè)诖帕Φ南喑庾饔孟屡ε砰_彼此。
有時(shí)候也喜歡單獨(dú)玩吸鐵石,它可以成功吸住鐵類物質(zhì),衣服拉鏈、鎖、掛鉤等都會(huì)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(zhì),吸銅石和吸鋁石卻不行呢?銅和鋁不能被磁化嗎?
一個(gè)物體需要具備兩個(gè)必要條件,才可能具有磁場(chǎng)。一是磁場(chǎng)同方向排成一列的晶體結(jié)構(gòu),二是半滿的外層電子層結(jié)構(gòu)。
銅原子具有充滿的電子殼層,當(dāng)有其它磁場(chǎng)對(duì)它發(fā)生作用時(shí),銅的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電子環(huán)流,進(jìn)而出現(xiàn)與外部磁場(chǎng)方向相反的磁性,從而對(duì)磁力產(chǎn)生抗拒。
鋁原子具有未成對(duì)的電子,當(dāng)有外磁場(chǎng)干擾的時(shí)候,鋁原子與銅原子不同,它的磁場(chǎng)方向完全與外部磁場(chǎng)方面一致,這也是一種非磁性現(xiàn)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(nèi)部是隨機(jī)分布的磁性區(qū)域,在沒有外磁力作用的情況下,這些效應(yīng)會(huì)相互消除了,總體看上去完全沒有磁性。但是當(dāng)有另一個(gè)磁場(chǎng)介入以后,鐵原子的磁性就會(huì)集體朝向一方,進(jìn)而與磁鐵牢牢吸附在一起。
在物理學(xué)上,吸鐵石的學(xué)名叫“磁鐵”,它主要有由鐵、鈷和鎳構(gòu)成了,能夠吸引眾多鐵磁性物質(zhì)。
磁鐵不是由人類發(fā)明的,而是一種天然物質(zhì),最初由古希臘人和中國(guó)人發(fā)現(xiàn),人們將其當(dāng)作好玩的物質(zhì),發(fā)現(xiàn)它總是可以神奇的對(duì)鐵塊產(chǎn)生吸引力。
若是將一塊磁鐵放置于懸空狀態(tài),它先是一統(tǒng)隨意搖擺,隨后便指向固定的方向。后來科學(xué)家經(jīng)過深一步研究,發(fā)現(xiàn)了磁鐵“同級(jí)相斥,異級(jí)相吸”的原理,所以當(dāng)它懸置于空中的時(shí)候,才會(huì)始終指著同一方向。
究其原因,是因?yàn)榈厍虮旧韼в写艌?chǎng),地球的南北極相當(dāng)于磁鐵的兩級(jí),當(dāng)磁鐵懸置于空中時(shí),它的北極就會(huì)指向地球的南極,南極就會(huì)指向地球的北極。后來運(yùn)用這個(gè)原理,中國(guó)人發(fā)明了指南針。
再后來,人工制造磁鐵出現(xiàn),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(xué)家通過對(duì)磁鐵的研究,將其運(yùn)用在交通、天文、軍事、醫(yī)療等各大領(lǐng)域,給人們的生活帶來了巨大便利。