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假設讓磁鐵不停吸附又不停移除導磁材料,損失的能量哪裡來的?
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回覆列表
  • 1 # 高中時代

    首先能量守恆本身就不對,能量和質量一起守恆才是對的,這沒什麼好抬槓的,你去關注下相對論質能方程就好了E=mc2

  • 2 # 裸猿的故事

    這是個好問題,但讓我們先了解下什麼是永磁體。

    永磁體這個概念是和電磁體相對應的。

    電磁體的意思很簡單,那就是通電才有磁性,斷電磁性就會消失,這種電磁體在工業上很有用,一方面我們可以製造出具有強大磁性的電磁體,另一方面它的磁性大小強弱有無都是可以控制的。

    圖示:直流電加線圈就能產生類似棒狀磁鐵的效果,線圈如果繞在本身就具有磁性的物質上,會大大加強這一效果,但就算繞在沒有磁性的物體上,同樣還是會有效果。

    與電磁體相對應的則是能長期保有磁性的磁體,如天然的磁鐵礦和人造的永磁體,如汝鐵硼合金等。永磁體有一個特點它即不容易被磁化,也不容易發生消磁,所以它們被稱為永磁體。但是這個永並沒有永恆之意,隨著時間的流逝,永磁體最終會失去磁性。

    永磁體能長期保留磁性,首先是因為它們擁有具有不成對電子的原子,這些原子中的電子在自旋時,就能產生出淨磁場。這是因為成對電子的自旋方向總是相反的,產生的磁場將相互抵消。

    圖示:成對電子的自旋相反,產生出的磁場將相互抵消。

    所以,像鐵這類原子,由於擁有單電子,所以它既能被磁鐵吸引,也能在外界磁場的誘導下,讓原子的微磁場和外界的磁場方向對齊,這個對齊的過程,就像收拾打掃房間一樣,消耗了外部磁場的能量。而在外界磁場消失後,如果能繼續保持這種對齊,那就是永磁體,如果不能繼續保持,那就不屬於永磁體。而地球本身就是一塊大磁鐵,這就是為什麼會存在天然永磁體(磁鐵)的原因。

    還記得上面關於永磁體屬性的一句話嗎?

    永磁體有一個特點它即不容易被磁化,也不容易發生消磁。

    要磁化永磁體是需要付出代價的,簡單說就是能量的代價。人工製造擁有強大磁場的永磁體時,更是需要消耗大量能量,這些能量用於改造永磁體的微磁場方向,改造成功,也就意味著能量被儲存在了永磁體之中。永磁體其實就像一個可充電電池,而這種能量最終當然是可以被耗光的,當耗光之後,只要再“充電”就行,甚至不去故意消耗它,隨著時間的流逝,它的能量也會逐漸散發到周圍環境中,從有序狀態回到無序狀態中,這時候它的宏觀磁性也就自然消失了。

    圖示:汝鐵硼磁鐵吸鋼珠實驗,磁性非常誇張。

    汝鐵硼磁鐵是當前人工製造出來的磁性最強的永磁體,再完全磁化之後,它能吸附比自身重量重640倍的順磁性物質(即能被磁場吸引的物質)。

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