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  • 1 # 貓先生內涵科普

    先打破一下題主的想象力,磁銅和磁鋁有何難求?凡是能導電的金屬,插上電源,讓其導電,就可以擁有磁性,能使得指南針發生偏轉!難道同學們忘了,我們踩在腳下的地球,本身也具有地磁性,可它明顯不是一個純鐵球吧。

    電磁同源

    好了,回到問題的解決上來,其實問題很簡單,我們只要解決——磁場從哪裡來?就能明白,日常生活中,我們通常使用的為什麼是磁鐵,而不是什麼磁銅和磁鋁了。

    物理學史上,一牛二愛三麥的大名你不能不知道,而把電和磁一舉拿下,梳理得妥妥帖帖的人,正是麥克斯韋。麥克斯韋的偉大,就是告訴了我們,其實電和磁在本質上是一回事。

    開頭我已經說過了,想要有磁性,沒有什麼不是讓導體通電不能解決的,如果不行,請加大電流,就在於此。

    永磁體的奧秘

    題主這時候,一定會抗議了,我指的是不通電的情況,誰有事沒事給自己電療?楊永信老師附體了也不玩這個!

    好吧,我明白你的意思了,電線可以收起來,讓我們進入微觀粒子的世界!

    二十世紀二十年代,科學家們其實已經知道電子和質子的存在了。一個原子大體上是一群帶正電荷的質子,質子周圍有一群帶負電的電子繞其旋轉。而根據觀測,質子的微磁性比電子的微磁性,要弱近千倍!所以,原子核對於整個原子的磁性來說,幾乎沒有影響。要理清頭緒,我們要把目光聚焦到電子身上。

    量子力學告訴我們,只有具備半滿的外層電子層結構的元素,它們形成的原子才具有磁性,從元素週期表中,我們知道,鎳、鈷、鐵、錳、鉻等等符合這個設定。

    但真實情況並非如此簡單,單個原子的磁性,不代表由該種原子組成的物質也有磁性,例如,鉻就是最反磁性的物質。

    想要獲得穩定的磁性,除了半滿外層電子層結構出身之外,還得具備磁場同方向排成一列的晶體結構!

    所以,經過層層篩選,具備天然磁性的幸運兒,在自然界中真不多,只有鎳、鈷、鐵等聊聊幾種而已。

    很遺憾,這次是真沒答案了。量子力學到這個層面,就瞎了。

    人類啊,還差得遠呢。

  • 2 # 科學探索菌

    在日常生活中,我們聽過磁鐵,卻沒有聽過磁銅、磁鋁。玩過磁鐵的可能都知道,磁鐵具有磁性,兩塊磁鐵之間可以相互吸引,且能夠將不具備磁性的鐵磁化,被磁化後的鐵也帶有磁性。磁鐵能夠磁化鐵,卻不能磁化銅和鋁,這是為什麼呢?為什麼只有磁鐵等少數物質具有天然磁性呢?

    為了弄明白這個問題,我們先來了解一下,與磁相關的知識。

    電磁同源:人類對電磁現象的認識歷程

    早在幾千年前,人類就發現了天然磁鐵,並對磁鐵的磁性有了一定認識,發現能夠利用磁鐵指示方向,中國古人還製成了世界上第一個指南儀——司南。幾千年前的古埃及人就知道尼羅河中有一種會放電的魚。在此之後,人類還發現摩擦會產生靜電,古希臘學者泰勒斯、亞里士多德還對此進行了研究。

    人類雖然很早就發現了與電、磁相關的現象,並對它們有了一定的認識,但並不知道它們之間存在聯絡。

    時間來到了18世紀,1752年美國物理學家本傑明·富蘭克林透過風箏實驗統一了天電與地電,還順便發明了避雷針,並提出了電荷守恆定律。可惜的是,1753年俄國電學家利赫曼為了重複這個實驗,不幸被雷劈死。

    1820年,奧斯特意外發現電流能夠偏轉指南針的方向,這表明電流具有磁效應;1831年,法拉第與亨利發現變化的磁場能夠使導線中產生感應電流,電磁感應現象的發現將電和磁統一了起來。麥克斯韋站在巨人的肩上,對電磁學加以整理,提出了麥克斯韋方程組,並預言了電磁波的存在,揭示了光也是電磁波。此後,赫茲透過實驗證明了電磁波的存在。

    上圖麥克斯韋

    磁和電是同源的,電和磁往往是同時存在的。不過電和磁並不完全對稱,電荷存在兩種——正電荷和負電荷,卻並沒有發現磁單極子。

    發電機和電動機的發明使人類進入了電力時代,為資訊時代的到來鋪平了道路。人類雖然認識到電和磁在本質上是一樣的,但要想深刻理解電磁現象背後的運作機理,傳統的經典力學顯然不夠用了。

    磁是如何產生的?

    因為物質都是由原子構成的,要想對磁性的本質做一個深入的瞭解,就必須要從物質的微觀結構說起。既然進入了微觀世界,那麼就必然要涉及到量子力學。

    1897年,湯姆遜在研究陰極射線的時候發現了電子,正式揭開了電磁本質的研究。原子核中的質子帶正電,核外電子帶負電,同性相斥,異性相吸,電子就是因此才與原子核結合在一起的。因為它們的數量是對稱的,於是整個原子保持電中性。當原子失去或者得到電子之後,就會轉變為帶電的原子,稱之為離子。

    質子和電子都帶有一個單位的基本電荷(元電荷)。粒子只要帶有電荷,周圍就會存在電場。庫侖發現,兩個帶電粒子之間的作用力與距離的平方成反比關係,這就是關於靜電力的庫侖定律,與萬有引力定律很相似。

    磁鐵周圍存在磁場,那麼電場是如何變為磁場的呢?一切都源於物體內部的微觀粒子運動。

    其實,像電子、質子這樣的微觀粒子都存在一種叫做自旋的內稟性質(類似於自轉),自旋是由粒子的內稟角動量引起的。帶電粒子因自旋而產生磁場。此外,電子還在繞著原子核運動,同樣也會產生磁場。類似的,比如地球內部擁有鐵質核心,由於地球在自轉,於是地球便擁有了磁場。

    為了描述磁性,我們引入了磁矩的概念,磁矩大家可以簡單理解為帶有磁性的基本單元。電子的磁矩分為自旋磁矩與軌道磁矩。原子核內部的質子和中子可以看作一個整體,因此原子核也被認為擁有自旋,那麼原子核就存在自旋磁矩。由於原子核的運動速度較慢,因此原子核的磁矩不到電子磁矩的千分之一,可以忽略。那麼決定原子磁矩的便是核外電子。當原子構成物質時,核外電子的運動軌道會受到限制,使其不能構成一個整體,對外便不顯示磁性。可見,最終決定原子磁矩的還是電子的自旋磁矩。

    這裡有必要提一下,質子和質子都是由三個帶有分子電荷的夸克構成的,一般而言中子不帶電,不過中子也存在非常微弱的磁矩。實際上,中子和質子可以相互轉換。

    既然原子的磁性與電子有關,那麼一個原子是否對外顯示磁性,就由它的原子結構來決定了,具體的有點複雜,就不多說了。研究顯示,只有特定結構的原子才對外顯示磁性。而且當這些磁性原子構成物質時,磁矩並不是按照一定方向規規矩矩排列的,而是犬牙交錯,最終在磁矩的相互疊加下,磁性便抵消掉了。經過層層篩選,自然界中就只有鐵、鈷、鎳等金屬具有天然磁性了。

    為什麼磁鐵具有磁性?

    眾所周知,自然界中絕大多數物質都是沒有磁性的,並且也很難被磁化,只有少數金屬和金屬化合物可以被磁化。磁鐵具有天然的磁性,可當銅、鋁等金屬通電後又會產生磁性,這是為什麼呢?

    這裡介紹一下磁鐵,廣義上的磁鐵分為永磁和軟磁,天然磁鐵就屬於永磁,常溫下磁性並不會消失;而電磁鐵則屬於軟磁,去掉電流後磁性就會慢慢消失。注意,磁鐵並不一定就含有鐵,還可能是其它成分。通常我們所說的磁鐵是指永磁。

    如圖所示,一個簡單的電磁鐵。

    前面已經說過了,既然是磁鐵,就必然存在磁性原子。其實磁鐵中還可以分成許多微小的帶有磁矩的區域,這被稱之為磁疇。磁鐵中的磁疇沿一個方向分佈,於是整個磁鐵便對外顯示磁性。通常物體內的磁疇分佈是隨意的,磁場互相抵消,只有在外加磁場的作用下方向趨於一致,才會對外顯示磁性,這一過程便是磁化。

    銅和鋁為什麼沒有磁性?

    那是因為銅屬於抗磁性物質,銅原子的磁矩為0,即使外加強磁場,也很難將其磁化。不過當銅通上電流後,銅內部的自由電子在外加電場的作用下定向移動,於是便形成了磁場,鋁通電後產生磁場也是這個原因。鋁與銅又略有不同,鋁屬於順磁性物質,在外加磁場下顯示微弱的磁性,不過一般也認為它沒有磁性、不能被磁化。

    不管是順磁還是抗磁,它們的磁化率都很低,通常都認為是不可磁化的,因此便沒有磁銅、磁鋁一說。而像鐵鈷鎳這一類的鐵磁性物質,由於其內部具有磁疇,施加一定強度的磁場,便會被永久磁化。不過鐵磁性物質也只有在一定溫度範圍才存在磁性,當你把磁鐵加熱到一定溫度時,原子的熱運動變得劇烈,磁鐵的磁性便會消失。

    上圖為不同材質內的磁矩分佈示意圖

    結語

    綜上所述,從微觀角度來看,所有物質內部都存在磁場,只是受物質的結構影響,大多數物質的內部磁場被抵消,宏觀上對外不顯磁性,或者磁性非常弱。

    希望透過上面的介紹,大家能夠明白:為什麼鐵等少數物質能夠擁有磁性,而銅、鋁等物質卻沒有磁性。關於磁性的內容很複雜,我這裡只是簡單科普一下,有需要的請看專業書籍。

  • 3 # 李志勇LZY

    宇宙陽系地球範圍之內,

    主由金屬鐵元素電位磁。

    超出太陽系外應該存在,

    其它金屬電差互相斥吸。

  • 4 # 孔梅枝

    光熱與電互轉及導體

    熱的本質是電,即原子核外帶負電的電子吸動力自然變為本身電力,使帶負電的電子上包裹的扁圓柱平行電力線和外套的橢圓球交電力線,當達到飽和時,該電力線自然變為透明體仍然包裹在電子上,電子此時狀態就叫光子,單光子透明體以8次/秒的速度不停的甩掉帶負電的光與熱,對於其中的熱,第一次甩掉的單體熱個數巨大,並且每次甩熱個數隨甩熱次數遞減的,單體熱的體積相等,它是米粒大的蜂窩狀單體,它能擠壓變形體積變小,當鬆開恢復原狀,這些性質近似於棉花。這些帶負電的單體熱(叫單體熱能或者叫單體火)具有將原子核上包裹的平行電力線和外套的球交電力線上的負電部分電力線分解,變化為與它本身同性質的負電熱。這就是帶負電的電子用電能轉化為熱能的過程。原子上還有一種靠在原子核邊電力線即平面扇子形平行電力線和外套相垂直的中間凸起圓交電力線,緊靠原子核邊, 當達到飽和時移動出去,保持原狀成為自由的核能,由於這是原子核外得失電子後,部分電子在原子邊做簡諧運動,發出的微小電力線靠在原子核邊,所以叫離子電力線,它也是有平行部分電力線和外套的部分電力線交於一點圓心即圓交電力線,這兩部分構成,也是一個完整的微小電場,對於它飽和成為自由核能情況下,它可以結合成串構成造大型的造磁體電力線,這時的它當微體結合串用的理解為核能。對於夸克粒子上包裹的電力線,對於夸克本身它是一個完整的微小電場,若它飽和吐出成自由核能,這些核能結合為龐大電造天體電力線,此時情況下這些吐出的微電力線理解為核能。熱碰上原子核上的電力線,將它分解化為與它同性質的熱,這就是電能轉化為熱能的原理。電能即核能是自由單體,有正與電負電之分,如正離子核能、負離子核能。正電熱或負電熱若碰上夸克上包裹的正或負電力線時,就會將正電或負電的熱變為與熱同性質的電力,用來加大該電力線飽和程度,催化快速飽和吐出成核能,這就是熱變為夸克核能,即熱變化為微小電場,微小的單體電能就是核能,有規律排列的電力線就是電極,所以說微小電力線、單體電能、核能、電極它們的的實質都是一種意義。夸克具有正負之分,同樣它的核能就有正夸克核能、負夸克核能,正電極、負電極,正微小電場、負微小電場。這些核能都是某形狀的平行電力線和外套的某形狀的球交電力線微小單體,不同形狀微小相套電力線就是不同的單體核能。對於熱同樣也是自由的單體,有正電熱與負電熱,這也叫熱能,它是米粒大的蜂窩狀有彈性的橢圓體,這就是一個熱能體。

    熱轉電

    對於熱轉化為電,它是靠夸克上的包裹電力線,正電力線部分碰上正熱能,就會將熱變為包裹體上的正電力線上的電力。同樣夸克上的包裹電力線負電部分,碰上負電熱能,就會將熱能變為包裹體上的負電線的電力。這就是熱能靠夸克粒子上的包裹體(不飽和的核能)轉化電能的。這就是說自由的熱能,透過夸克上包裹的不飽和的核能,變成夸克的飽和的核能即夸克自由核能。核能就是微小電力線,因為有規律排列的多個電力線叫電極,又所有的核能都是有規律排列的相套電力線,所以說所有的核能都是不同形狀的微小相套電極,也叫微小組合電極。電極分多種,它們的形狀都以包裹的粒子形狀相似。

    電的術語

    電極:解釋為多個有規律排列的電力線。

    核能;解釋為在粒子上包裹的某形狀平行電力線和它的外套某形狀球交電力線,當達到飽和時吐出為自由的核能。由於某小粒子繞大粒子轉,發射出與大粒子形狀相似的相套電力線包裹在大粒子上,這裡將大粒子當核,又電力線包裹在大粒子上並且飽和時吐出成自由體,所以這個自由體叫“核能”它是微小相套電力線也叫微“電極”或微“電能”單體,由於它是微小整體相套電力線,所以也叫一個微小“電場”。

    電場:所謂電場是指完整的電力線,對大小無關,只要它是某形狀的平行電力線和它外套的某形狀球交電力線為標準,這個電力線特點是兩個電力線重合相套,中間是平行部分的正負電反方向電力線,外圍是球交電部分的向中心吸力電力線。這樣的電力線就是電場。有大的像天體的尺寸,這些造天體電力線,是微小的扭曲平行電力線和它的外套的扭曲球交電力線,造天體的每根電力線,就是這種形狀的核能結合成的串,這些串構成了大的電場。有中的像海洋水面颶風旋轉力,使水分子順旋轉力運動聚集核能,發出的中間平行電力線向上空推水,和外套的球交電力線向旋轉面中心吸水,這個電力線就是電場。它有小的像微觀粒子上包裹的這樣電力線,即像包裹的粒子模樣平行電力線和它外套的粒子模樣球交電力線,這個在粒子上包裹的電力線就是電場,這個電力線飽和時移動出去保持原狀,成為自由的核能,這個脫離粒子的飽和電力線是一個微小核能,它也是一個微小電場。這樣的微小電場不知道有多少種形狀,這是因為不多少形狀的粒子,從知道的來說,如原子核上自然包裹的一種是圓柱平行電力線和外套的球交電力線,這就是微小電場。它在造磁體時,還能存在另一種緊靠原子核邊的電力線,它是扇子形平面平行電力線和它外套的中間凸起的平面圓交電力線,這也是電場。電子上包裹的扁圓柱平行電力線和它外套的橢圓球交電力線,這也是電場。夸克上包裹的扭曲平行電力線和它外套扭曲球交電力線,這也是電場。繞夸克轉的電微子上包裹的雙扭曲平行電力線和它外套的雙扭曲球交電力線,這也是電場。這些微小電場除原子核上包裹電力線結合分子,和電子上包裹的電力線變光子上的透明體之外,其它電力線飽和時都能移動出去,成為自由核能。

    熱能:解釋為正負光子甩掉的單體熱,它是一個蜂窩形狀並且壓縮變形,鬆開壓力回覆原狀,近似於棉花的壓縮性。“單體熱”也叫單體“熱能”或者它結合同性質(正電或負電)的光為“單體火”,它的規律是一個“單體光”配一個“單體熱”成為一個“單體火”。

    單體光:解釋為正或負光子甩掉的光熱,其中光是一個亮點,它的形狀是以一微體向四面八方均勻發射的明絲,這些接近相等的明絲組成圓成球體,這就是單光體,它不停的發光,當單光子上甩完光熱時,這些甩到空間的光單體就停止發光了。

    火:解釋為,單光子甩掉的合體光熱,這就是“火”。火的形狀是球形狀的單體光處在蜂窩形狀的單體熱的正中心,由於正電或負電的單光子在甩光熱的過程中,某光熱單體即火受到振動,不慎從單體熱的蜂窩形狀中心掉出球形狀的單體光,就在這掉出瞬間,單體光以光速朝順風方向飛去,若在真空裡,這個單體光以更快的光速朝甩光方向飛去,單體光具有方向性。由於光比熱速度快,所以剛剛甩出的光熱時,單體光早已按某方向飛去,而熱卻留下,若碰上稍微不定的微力時,就要沿著微力方向飛去,該區域無力存在時,單體熱緩慢向四周擴散。光與熱不能相互轉化。光與熱只有並列存在於正進行發光的過程中,光先跑掉 熱緩慢散開,所以人用的燃料著完後,看不見明光時還感覺有溫度,這就是隻剩下的餘熱緩慢擴散原因。它近似於打雷閃電,先看到閃電後聽到雷聲,閃電屬於光,光速快先看到,聲速慢後聽到。單體光與單體熱不能互轉即光與熱不能相互轉化,單光熱合體、單體熱、單體光都能與電相互轉化。

    單純的力是不存在的,談到力只有涉及到力線,力的都是直線形的,如重力線、磁力線、電力線,這些每單位面積上的垂直透過的力線根數就是力線的密度,力線密度與力的大小成正比,力線有一定的方向。無論那種力都是直線,雖然颶風力外觀是圓形的力,實質上它也是直線,這種直線就是圓周曲線的切線,它是在圓周上的無數切線力組成的圓周運動力,所以說颶風旋轉力是有規律排列的直線力組合。只要是曲線力,都是有規律排列在曲上的切線力。曲線力形狀不同,它的切線力排列方式不同,總之它的切點集合就是該曲線。力是力線的表達大小方法,它是密不可分的。談力線就得知道力大小,力的方向是自然直觀感受到的。若重力,由於重力線都交於球心,所以是地球上重力線是球交力線,地球太大,為了方便了解重力線,可將它看成平行重力線,這個力線產生的力就是萬物都吸的重力, 從自由落體可直觀看到它的重力線方向是向下的,那麼重力線區域的重力必然是向下的。同樣磁力,是磁力線對磁體或與磁體同元素結合的物質,使它沿著磁力方向運動,這種現象直觀看到磁力線的方向。同樣電力是帶電物質或帶電微粒,進入它的異性電力線區域內,它自然的沿著電力線方向運動,直觀的看到電力線方向。綜合上述所有的力線都是直的。有規律排列的力線產生出的力,不一定是直的,它是隨排列的力線(直的)上產生的組合力即曲線力。單純力線上的力,是隨力線形狀是直的。組合力線產生的力,其對應著這些組合力線的形狀,組合力線的形狀是曲線,曲線上產生出的複合力也是曲線力。什麼樣的形狀力線,產生什麼樣的力,反過來,若出現某形狀的曲線力力,那麼該曲線力就是多個直線力按某規律排列的組合形狀。如導線無論怎麼無規律的彎曲,它的每部分都可以近似於某形狀的曲線力,這裡有一個規律,在同一系統的導線,組成曲線力的各個組合直線力大小都相等,方向為各曲線上的切線方向。導體上的電子運動,導體上顯然存在正電力線才使電子運動,由於開始時切割磁力線運動的導體上的電子,受到組成磁力線的微小核能上的圓交電力線圓心吸力,這個中心凸起的圓交電力線與它相套的平行電力線相垂直,並且這個圓交電力線是正負相鄰均勻摻雜排列的,它摻雜的那部分正電力線對稍微加力的導體電子產生異性相吸,使導體電子運動,所以說切割磁力線運動的導體產生電流就是這些原因。這些電子在各種曲線導體上經過原子核邊運動,同時原子核中心發出單獨的曲邊圓交電力線,並且這些電力線是正負相鄰均勻摻雜排列的電力線,它的來歷是本導體上電子順導體形狀運動,在導體上的原子核趨近於中心處,聚集核能並在平面四面八方發出正負相鄰均勻摻雜排列的電力線,這些電力線組成了曲邊圓,叫曲邊圓交電力線,並且包裹在原子核上,它,它是以原子核為圓心的曲邊圓交正負摻雜電力線,這些電力線的正電部分對電子有吸力作用。這個電力線上的曲邊原因是電子運動到原子核邊,原子核對電子總得表現吸一下,就這樣原子核上發出的電力線就顯出曲邊現象。在電子運動時,這個套在原子核上的曲邊圓所在的平面,與電流運動線是平行的。導體上電子產生運動就是這些原子核上的電力線吸力原因。電力線對電子的力,就是曲線導體上的電流力,因為組成導體的原子是均勻的,所以導體上的電力線密度處處相等,它的電子運動力也處處相等,電子運動力就是電流力。

  • 5 # 優美生態環境保衛者

    為什麼只有吸鐵的磁鐵,沒有磁銅或磁鋁呢?

    磁鐵是大家日常生活中比較常見的物品之一了,估計有很多朋友都有過這樣的疑問,那就是為何只有能吸住鐵的磁鐵,而沒有可以吸住金、銀、銅、鋁的磁金、磁銀、磁銅和磁鋁呢?要想解決這個疑問,我們需要對磁性產生的原理作一下簡要的探討。

    磁性產生的原理

    按照磁性物體產生磁場的條件不同,可以將其劃分為兩大類,一個是永磁性物體,另一個是電磁性物體。我們平常所看到的黑黑的磁鐵,就屬於永久性磁鐵;而金屬線圈在通上電之後,也會表現出一定的磁性,電流消失後磁場隨之消失,則這種物體為電磁性,也叫軟磁。

    無論是永磁性物質還是電磁性物體,根據麥克斯韋方程,磁場的產生,都歸結於電流,即電場的運動。這一點對於電磁性物體來說很好理解,電荷在導體中的流動產生了電流,從而形成了電磁場。而對於沒有通電的永久性磁鐵來說,磁場的產生實質上也離不開電場,這個電場是由磁鐵組成物質中的原子,其中的核外電子圍繞原子核高速運動時所呈現的規律性排列所致。

    不可否認的是,世界上所有的物質,都具有磁性,只是磁性的表達方式不一樣而已,總體上看可以分為三大類,一種是順磁性物質,即物體在外加磁場的作用下,可以產生與外磁場相同的附加磁場環境,大部分物質都有這個性質,比如過渡金屬、稀土元素及其化合物、有機物自由基、氧氣等。第二是抗磁場物質,即物體在外加磁場作用下,產生與外磁場相反的附加磁場,比如銅等很多金屬和惰性氣體就有這樣的性質。第三種是鐵磁性物質,在外加磁場作用下,與順磁性物質一樣也產生與外磁場相同的附加磁場,不過這個附加磁場的強度要大得多,比如鐵、鈷、鎳等少數金屬。

    對於鐵磁性物質來說,每一塊磁體都由許多小的“分隔區域”所組成,這些小的區域被稱為磁疇。在沒有外加磁場時,每個磁疇中的原子都呈現有規律的排列,但是各個磁疇中的原子存在相互作用,也就是說磁力相互抵消了,整體上並不表現出磁性。但如果在外界磁場的作用下(充磁過程),這些磁疇中的原子的排列方向更加向量化,都會沿著充磁的方向排列,使得每個磁疇的磁矩方向都與外磁場的方向相同,磁體整體上的總磁矩就不零了,對外就表現出磁性來。

    磁力傳播所依託的介質

    截至目前,整個宇宙中物質和物質間存在的相互作用力,科學家們已經將它們歸納為4種基本形式,即引力、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。其中電磁力和引力是普遍存在於宏觀、中觀和微觀世界,不過空間尺度越大,引力在相互作用時所表現出來的效果就越明顯。而強相互作用力和弱相互作用力,主要反映的是微觀原子層面的力作用方式。

    無論是哪一種力,科學家們判定,它們的“傳播”過程都必須依賴相應的、特殊的“空間場”,這種“空間場”需要特定的微觀粒子,透過它們的定向移動來承擔傳遞力場作用。根據粒子物理標準模型,截至目前,科學家們對電磁力、強相互作用力、弱相互作用力相對應的基本粒子已經被發現,其中電磁力對應的是光子、強相互作用力對應的是膠子、弱相互作用力對應的是W和Z玻色子。而引力目前科學家們還沒有發現明確的傳播介質,目前普遍以假設的“引力子”來闡釋。

    既然磁力屬於電磁力的範疇,因此磁場的產生,就需要電磁場作為媒介環境,那也就意味著承載著電磁力傳播的基本粒子-光子,也是磁力得以傳輸的重要媒介。之所以我們看不到磁場中的光線,是因為轉遞磁力的光子所對應的光線頻率,根本就不在可見光範圍之內。同時,為了更好地表達磁力的產生,科學家們引入了虛光子的概念,正是帶電粒子之間不斷地交換虛光子,從而引發了電子能級的躍遷,最終釋放出了不同頻率的輻射線,從而產生了電磁相互作用力。

    為何沒有磁金、磁銀、磁銅、磁鋁呢?

    根據前面對組成物質材料性質的分析,鐵鈷鎳是鐵磁性物質,容易被外部磁場磁化,而且產生的附加磁場強度很強,所以可以製造出永久性的磁體。而金、銀、銅、鋁這幾樣金屬,從微觀結構上,不具備形成能夠與外部磁場環境相同的磁疇微結構,所以很難被同向磁化,也就製作不成吸引相應金屬的磁體。

    嚴格意義上來說,金、銀、銅、鋁也具有磁性的“本能”,只不過恰恰與鐵鈷鎳相反,它們屬於抗磁性物質,組成這些物質的原子中,其電子殼層全部由電子“充滿”,電子的總磁矩為零。而當受到外部磁場環境影響時,原子中也能夠產生一定的電子環流,不過環流產生的磁矩方向,與外界磁場環境相反,而且表現出來的磁化率是一個非常低的數值,僅為-10^(-6)級別,非常得微弱,遠遠達不到吸住或者排斥相應金屬的目的,這也是為何製造不出來磁金、磁銀、磁銅、磁鋁的原因。

  • 6 # 甜甜向上精心創作

    有關物體磁性的本質,較早的解釋,是安培提出的分子電流假說。受奧斯特發現的電流磁場的啟發,安培認為,在原子、分子等物質微粒的內部,存在一種環形電流——分子電流。每一個環形電流就相當於一個小磁針,環形電流的兩側就是兩個磁極。

    安培所處的時代,人們還不知道物質內部為什麼會有分子電流,直到二十世紀初,電子的發現,人們才認識到物質內部的分子電流是由於原子內部電子運動形成的。

    有少部分物質,內部的絕大多數的小磁針排列是有規則的,所以,就顯示出磁性。在大多數的物質中,內部的小磁針排列是雜亂無章的,它們的磁場互相抵消,對外不顯磁性。

    鐵磁性材料就屬於那少部分物質,在一定的條件下,可以使其內部的小磁針規則的排列起來,有了磁性而吸引鐵質物體。銅和鋁就屬於上面說的多數物質,雖然內部也存在小磁針,但無論如何也不能將這些小磁針規則排列起來,所以,不會有磁性。

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