(一)磁鐵為什麼可以吸引鐵
物質大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地自轉,並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性。
鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同,它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說磁鐵有磁性了。
(二)除了鐵之外,磁鐵還可以吸引什麼
有許多物質也能受強大的磁力的作用,雖然不如鐵那樣顯著。金屬當中的鎳、鈷、錳、鉑、金、銀、鋁都能被磁鐵吸引,只是被吸引的力比較小。還有一些所謂反磁性的物質,例如鋅、鉛、硫、鉍,性質尤其特別:它們能被強大的磁鐵所排斥。
液體和氣體也有被磁鐵吸引或排斥的性質,不過作用十分微弱,必須是非常強大的磁鐵,才能顯示出對這些物質的作用。例如純淨的氧氣就有順磁性,就是說,磁鐵能夠吸引它。如果我們在肥皂泡裡裝滿氧氣,然後把它放在強大的電磁鐵兩極中間,這時候肥皂泡就會受那看不見的磁力的牽引,在兩極中間伸長開來。放在強大的磁鐵兩極中間的燭光會改變自己通常的形狀,明顯地告訴我們它對磁力的敏感性。
(三)磁鐵可以吸引不鏽鋼嗎?為什麼
人們經常用磁鐵來判斷某物質是否為不鏽鋼,認為磁鐵能吸上的就是不鏽鐵,吸不上的是不鏽鋼。看來人們對不鏽鋼的認識還有誤區。其實這只是區別了奧氏體類不鏽鋼和其他類不鏽鋼。
一般來說,奧氏體不鏽鋼和奧氏體沉澱硬化不鏽鋼無磁性(磁鐵不能吸住),其他不鏽鋼中都有鐵素體,有鐵磁性(磁鐵能吸住)。因此不鏽鋼不能僅僅用有無磁性來判別。對於不鏽鋼來說,不管磁鐵吸得上與否,只要符合其質量標準,都是不鏽鋼。
如果往鋼水裡加入了鉻和較多的鎳等,煉成的奧氏體鋼就是磁鐵吸不上的不鏽鋼。如果鋼水裡主要合金元素是鉻、鐵、碳和少量鎳(或不加鎳),煉成的鋼就是磁鐵吸得上的不鏽鋼,也叫鐵素體不鏽鋼或馬氏體不鏽鋼。除了奧氏體不鏽鋼磁鐵吸不上外,鐵素體、馬氏體不鏽鋼都具有磁性。由於鎳元素在世界上儲藏量很少,價格比較昂貴,因此,鎳含量高的不鏽鋼在市場上價格也較高,而且磁鐵還吸不上。目前由於奧氏體不鏽鋼在不鏽鋼中所佔的比例仍很大,因此使人們產生了所有不鏽鋼都無磁性的錯誤概念。
其實,還有一種不鏽鋼磁鐵是吸不上的,那就是高含錳或氮而低鎳或不含鎳的不鏽鋼,即鉻錳奧氏體不鏽鋼。所以不能根據有無磁性來判斷是否為不鏽鋼。
(四)磁鐵可以吸引鐵離子嗎
不可以,因為磁場的形成原理是磁性物質的分子環形電流產生磁場,而原子或離子的核外電子的運動方向是隨機的,因而大量原子的合成電流為零,產生不了磁場,像氯化鐵、硫酸鐵等溶液中的鐵離子就是這樣的情況,沒有磁性,也就不會受磁場力的作用。所以鐵離子在磁鐵的作用下不會產生定向運動,也就是說磁鐵不能吸引鐵離子。
(五)磁鐵的磁力大小和哪些因素有關
常用的磁鐵有永久磁鐵和電磁鐵兩類。影響這兩類磁鐵磁性強弱的因素不同。
對於永久磁鐵,影響其磁性強弱的因素主要是磁性材料的性質。任何一種磁性材料,都有一個表徵其磁性特徵的曲線,叫做磁滯回線。如果這種物質的磁滯回線包圍的面積大,這種材料的矯頑力就大,剩磁也大,充磁後能保留很強的磁性。如果這種物質的磁滯回線是細長條狀,則這種材料充磁後容易退磁,不易保留磁性。
對於電磁鐵,影響其磁性強弱的因素主要是鐵芯外線圈的匝數和透過的電流強度。線圈的匝數越多,透過的電流強度越大,電磁鐵的磁性越強。
(六)如何比較磁鐵的磁力大小
第一種方法:拿各種不同的磁鐵去吸回形針,看它隔多遠能吸住。第二種方法把磁鐵放在裝鐵釘的盒子裡,看哪一種吸的鐵釘最多。第三種方法是把磁鐵上都吸上鐵塊,然後用比較靈敏的彈簧秤來拉鐵塊,看拉動鐵塊時彈簧秤的示數。第四種方法把回形針先放一點點在紙板上,把磁鐵放在紙板下吸,回形針就到處亂跑,然後往紙上加放回形針,這時有一些回形針就動的不那麼快、不靈活;後來回形針越來越多,它移動得越來越不靈活了,到最後磁鐵就吸不動了,比較磁鐵不動時回形針的數量,數量越大,磁鐵的磁性越強。第五種,把小鐵釘放在紙上,拿磁鐵在紙下試一下,慢慢地增加紙的厚度,直到磁鐵吸不住為止,再數數紙的張數有多少。
( 七 )我們能否防禦磁力的作用
當然可以,其實不能透過磁性的物質,就是容易磁化的鐵本身。一個放在鐵製的環裡的羅盤,它的指標不會被放在環外的磁鐵吸引,就是明證。假如你把一個金錶放在一個強力的蹄形磁鐵的磁極上,那麼所有鋼製機件,首先是那擺輪上的遊絲,就會磁化,使錶停止不走。即使把磁鐵拿走以後,表也不能恢復到原來狀態,因為鋼製機件都保留著磁性。
可是,如果你有一個緊密地蓋著鐵殼或鋼殼的表,就可以大膽地去做這個實驗,鐵殼可以保護表裡的鋼製機件不受磁力的影響。你如果把這樣的表拿近強大的發電機的線圈附近,它的精確度一點也不會受到影響。所以對一個電氣技工來說,這樣便宜的表倒是最理想的表;至於金錶和銀表,很快就會因為磁場的作用而停擺
(一)磁鐵為什麼可以吸引鐵
物質大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地自轉,並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性。
鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同,它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說磁鐵有磁性了。
(二)除了鐵之外,磁鐵還可以吸引什麼
有許多物質也能受強大的磁力的作用,雖然不如鐵那樣顯著。金屬當中的鎳、鈷、錳、鉑、金、銀、鋁都能被磁鐵吸引,只是被吸引的力比較小。還有一些所謂反磁性的物質,例如鋅、鉛、硫、鉍,性質尤其特別:它們能被強大的磁鐵所排斥。
液體和氣體也有被磁鐵吸引或排斥的性質,不過作用十分微弱,必須是非常強大的磁鐵,才能顯示出對這些物質的作用。例如純淨的氧氣就有順磁性,就是說,磁鐵能夠吸引它。如果我們在肥皂泡裡裝滿氧氣,然後把它放在強大的電磁鐵兩極中間,這時候肥皂泡就會受那看不見的磁力的牽引,在兩極中間伸長開來。放在強大的磁鐵兩極中間的燭光會改變自己通常的形狀,明顯地告訴我們它對磁力的敏感性。
(三)磁鐵可以吸引不鏽鋼嗎?為什麼
人們經常用磁鐵來判斷某物質是否為不鏽鋼,認為磁鐵能吸上的就是不鏽鐵,吸不上的是不鏽鋼。看來人們對不鏽鋼的認識還有誤區。其實這只是區別了奧氏體類不鏽鋼和其他類不鏽鋼。
一般來說,奧氏體不鏽鋼和奧氏體沉澱硬化不鏽鋼無磁性(磁鐵不能吸住),其他不鏽鋼中都有鐵素體,有鐵磁性(磁鐵能吸住)。因此不鏽鋼不能僅僅用有無磁性來判別。對於不鏽鋼來說,不管磁鐵吸得上與否,只要符合其質量標準,都是不鏽鋼。
如果往鋼水裡加入了鉻和較多的鎳等,煉成的奧氏體鋼就是磁鐵吸不上的不鏽鋼。如果鋼水裡主要合金元素是鉻、鐵、碳和少量鎳(或不加鎳),煉成的鋼就是磁鐵吸得上的不鏽鋼,也叫鐵素體不鏽鋼或馬氏體不鏽鋼。除了奧氏體不鏽鋼磁鐵吸不上外,鐵素體、馬氏體不鏽鋼都具有磁性。由於鎳元素在世界上儲藏量很少,價格比較昂貴,因此,鎳含量高的不鏽鋼在市場上價格也較高,而且磁鐵還吸不上。目前由於奧氏體不鏽鋼在不鏽鋼中所佔的比例仍很大,因此使人們產生了所有不鏽鋼都無磁性的錯誤概念。
其實,還有一種不鏽鋼磁鐵是吸不上的,那就是高含錳或氮而低鎳或不含鎳的不鏽鋼,即鉻錳奧氏體不鏽鋼。所以不能根據有無磁性來判斷是否為不鏽鋼。
(四)磁鐵可以吸引鐵離子嗎
不可以,因為磁場的形成原理是磁性物質的分子環形電流產生磁場,而原子或離子的核外電子的運動方向是隨機的,因而大量原子的合成電流為零,產生不了磁場,像氯化鐵、硫酸鐵等溶液中的鐵離子就是這樣的情況,沒有磁性,也就不會受磁場力的作用。所以鐵離子在磁鐵的作用下不會產生定向運動,也就是說磁鐵不能吸引鐵離子。
(五)磁鐵的磁力大小和哪些因素有關
常用的磁鐵有永久磁鐵和電磁鐵兩類。影響這兩類磁鐵磁性強弱的因素不同。
對於永久磁鐵,影響其磁性強弱的因素主要是磁性材料的性質。任何一種磁性材料,都有一個表徵其磁性特徵的曲線,叫做磁滯回線。如果這種物質的磁滯回線包圍的面積大,這種材料的矯頑力就大,剩磁也大,充磁後能保留很強的磁性。如果這種物質的磁滯回線是細長條狀,則這種材料充磁後容易退磁,不易保留磁性。
對於電磁鐵,影響其磁性強弱的因素主要是鐵芯外線圈的匝數和透過的電流強度。線圈的匝數越多,透過的電流強度越大,電磁鐵的磁性越強。
(六)如何比較磁鐵的磁力大小
第一種方法:拿各種不同的磁鐵去吸回形針,看它隔多遠能吸住。第二種方法把磁鐵放在裝鐵釘的盒子裡,看哪一種吸的鐵釘最多。第三種方法是把磁鐵上都吸上鐵塊,然後用比較靈敏的彈簧秤來拉鐵塊,看拉動鐵塊時彈簧秤的示數。第四種方法把回形針先放一點點在紙板上,把磁鐵放在紙板下吸,回形針就到處亂跑,然後往紙上加放回形針,這時有一些回形針就動的不那麼快、不靈活;後來回形針越來越多,它移動得越來越不靈活了,到最後磁鐵就吸不動了,比較磁鐵不動時回形針的數量,數量越大,磁鐵的磁性越強。第五種,把小鐵釘放在紙上,拿磁鐵在紙下試一下,慢慢地增加紙的厚度,直到磁鐵吸不住為止,再數數紙的張數有多少。
( 七 )我們能否防禦磁力的作用
當然可以,其實不能透過磁性的物質,就是容易磁化的鐵本身。一個放在鐵製的環裡的羅盤,它的指標不會被放在環外的磁鐵吸引,就是明證。假如你把一個金錶放在一個強力的蹄形磁鐵的磁極上,那麼所有鋼製機件,首先是那擺輪上的遊絲,就會磁化,使錶停止不走。即使把磁鐵拿走以後,表也不能恢復到原來狀態,因為鋼製機件都保留著磁性。
可是,如果你有一個緊密地蓋著鐵殼或鋼殼的表,就可以大膽地去做這個實驗,鐵殼可以保護表裡的鋼製機件不受磁力的影響。你如果把這樣的表拿近強大的發電機的線圈附近,它的精確度一點也不會受到影響。所以對一個電氣技工來說,這樣便宜的表倒是最理想的表;至於金錶和銀表,很快就會因為磁場的作用而停擺