为什么电磁铁会产生磁性,磁铁越厚磁性越大
对于磁场的研究与利用,从古至今都没有停止过,而我国先民发明的指南针,可谓是研究和利用磁场的开拓者,指南针在我国的出现,直接将强大的大明王朝的声威传到了非洲。而在近现代,自从丹麦物理学家奥斯特发现电流的周围有磁场后,将磁场的研究带入了另一个高度。
因为没有找到诸如电荷一样的磁荷物质,所以,人们开始尝试着用电的思
在生活中,我们总能见到如下的事实,那就是同样由原子构成的氧气或金属铝、铜,它们的周围是没有磁场的,而同样是由原子构成的铁,在它的周围就会有磁场的出现。那么,磁铁为什么会有磁性呢?
对于磁场的研究与利用,从古至今都没有停止过,而我国先民发明的指南针,可谓是研究和利用磁场的开拓者,指南针在我国的出现,直接将强大的大明王朝的声威传到了非洲。而在近现代,自从丹麦物理学家奥斯特发现电流的周围有磁场后,将磁场的研究带入了另一个高度。
因为没有找到诸如电荷一样的磁荷物质,所以,人们开始尝试着用电的思维方式来解释磁现象,最先提出此观点的人当属法国伟大的物理学家安培了,它的分子电流假说确实能够为铁的周围存在着磁场提供了强大的理论依据。
安培认为,在铁的内部存在着分子环形电流,每个分子的环形电流的方向具有一致性,而且排列的位置不变。这就好像通电螺旋线圈中的每匝线圈通电后所产生的磁场,通过人为的因素将其紧密的排在一起,使其成为一个强大的磁场。
当铁受到高温时,由于铁内部的分子做着激烈的热运动,促使铁内部的分子排列方式发生了变化,因此,铁在居里温度以上时,其磁性就几乎变为零。可见,安培分子电流假说具有一定的前瞻性,他至少将磁场的研究带入到了微观的世界中。
然而,他终究没有解释出铁磁场形成的内在因素。因为分子对外是不显电性的,没有电荷的移动,就不会产生电流,没有电流也就无法形成磁场。所以,人类对磁场的研究就进入到了量子化阶段了。
现在的物理学家普遍认为,铁的周围之所以有磁场,那是因为铁的原子中有带正电的原子核和带负电的电子。电子在围绕原子核的运动过程,可以看作是地球围绕着太阳运动一样,故而,自由电子在原子内部既做绕核的圆周运动,同时电子也在做自转。
电子在原子内绕核运动的时候,就会形成环形电流,当电子在原子内所产生的环形电流的方向一致,且这些电子运行轨道不变时,那么此种物质的周围就会形成磁场。然而,也许有人肯定会问,金属原子的原子核在某个位置做着往复的振动,那么它所产生的磁场难道就不会影响电子所产生的磁场吗?
的确如此,根据安培右手定则可知,铁原子核在做往复的振动过程中,其周围必定会产生交变封闭的磁场,而洛伦磁力则告诉我们,磁场对带电粒子的运动轨迹是有影响的,故而,用电子环形电流所产生的磁场来解释磁现象就显得不通顺了。
可是,大家可别忘了,电子不仅在做绕核的圆周运动,同时也在做自旋,电子在做自旋的过程中,其周围就会产生磁场。如果原子内部某些轨道上的电子的自旋方向一致的话,那么此物质就会对外显示出磁场。
并且,不管电子的运动轨迹是否会受到原子核所产生的磁场影响,电子的自旋是绝对不会受到洛伦磁力影响的,而铁电子的自旋方向就是一致的,故而铁对外就显磁性。而有些物质内电子的自旋方向不一致,使得它们所形成的磁场相互抵消,因此对位就不显磁性了。
电磁学中的一个有趣现象:磁铁为何会有磁性呢?
在生活中,我们总能见到如下的事实,那就是同样由原子构成的氧气或金属铝、铜,它们的周围是没有磁场的,而同样是由原子构成的铁,在它的周围就会有磁场的出现。那么,磁铁为什么会有磁性呢?对于磁场的研究与利用,从古至今都没有停止过,而我国先民发明的指南针,可谓是研究和利用磁场的开拓者,指南针在我国的出现,直接将强大的大明王朝的声威传到了非洲。而在近现代,自从丹麦物理学家奥斯特发现电流的周围有磁场后,将磁场的研究带入了另一个高度。
因为没有找到诸如电荷一样的磁荷物质,所以,人们开始尝试着用电的思维方式来解释磁现象,最先提出此观点的人当属法国伟大的物理学家安培了,它的分子电流假说确实能够为铁的周围存在着磁场提供了强大的理论依据。
安培认为,在铁的内部存在着分子环形电流,每个分子的环形电流的方向具有一致性,而且排列的位置不变。这就好像通电螺旋线圈中的每匝线圈通电后所产生的磁场,通过人为的因素将其紧密的排在一起,使其成为一个强大的磁场。
当铁受到高温时,由于铁内部的分子做着激烈的热运动,促使铁内部的分子排列方式发生了变化,因此,铁在居里温度以上时,其磁性就几乎变为零。可见,安培分子电流假说具有一定的前瞻性,他至少将磁场的研究带入到了微观的世界中。
然而,他终究没有解释出铁磁场形成的内在因素。因为分子对外是不显电性的,没有电荷的移动,就不会产生电流,没有电流也就无法形成磁场。所以,人类对磁场的研究就进入到了量子化阶段了。
现在的物理学家普遍认为,铁的周围之所以有磁场,那是因为铁的原子中有带正电的原子核和带负电的电子。电子在围绕原子核的运动过程,可以看作是地球围绕着太阳运动一样,故而,自由电子在原子内部既做绕核的圆周运动,同时电子也在做自转。
电子在原子内绕核运动的时候,就会形成环形电流,当电子在原子内所产生的环形电流的方向一致,且这些电子运行轨道不变时,那么此种物质的周围就会形成磁场。然而,也许有人肯定会问,金属原子的原子核在某个位置做着往复的振动,那么它所产生的磁场难道就不会影响电子所产生的磁场吗?
的确如此,根据安培右手定则可知,铁原子核在做往复的振动过程中,其周围必定会产生交变封闭的磁场,而洛伦磁力则告诉我们,磁场对带电粒子的运动轨迹是有影响的,故而,用电子环形电流所产生的磁场来解释磁现象就显得不通顺了。
可是,大家可别忘了,电子不仅在做绕核的圆周运动,同时也在做自旋,电子在做自旋的过程中,其周围就会产生磁场。如果原子内部某些轨道上的电子的自旋方向一致的话,那么此物质就会对外显示出磁场。
并且,不管电子的运动轨迹是否会受到原子核所产生的磁场影响,电子的自旋是绝对不会受到洛伦磁力影响的,而铁电子的自旋方向就是一致的,故而铁对外就显磁性。而有些物质内电子的自旋方向不一致,使得它们所形成的磁场相互抵消,因此对位就不显磁性了。
磁铁为什么会产生磁性
磁铁之所以能够产生磁性,这是电磁力的作用。
原子的组成有两部分,一部分是带正电荷的原子核,还有一部分是原子核外围带负电的电子。电子自旋会产生自旋磁矩,从而产生磁场。另一方面,原子核外的电子在轨道上运动还会产生轨道磁矩,这也会产生磁场。此外,原子核的自旋也有自旋磁矩,同样也能产生磁场。
原子中的各种磁矩结合在一起产生一个总的原子磁矩,而原子磁矩的有序度决定了物质是否具有磁性。如果原子中的磁矩互相叠加,原子磁矩有序度高,这样就会产生一个磁场,从而使物质具有磁性。这样的物质就是我们所说的磁铁,最常见的磁铁主要是由四氧化三铁组成。
另一方面,如果原子中的磁矩互相抵消,原子磁矩无序排列,这样无法产生磁场,物质也就没有磁性。
在磁铁产生的磁场的作用下,铁的原子磁矩排列会从混乱变成有序,从而被磁化,并产生磁场。这样磁铁和铁之间就能产生电磁力,所以磁铁可以吸铁。
而对于磁铁无法吸引的其他物质,它们的原子磁矩在磁场作用下不会从混乱变成有序,这样就无法产生磁场,所以它们无法与磁铁通过电磁力而吸引在一起。
扩展资料磁铁的应用
1.用磁铁作成的除铁器可以去除面粉等中可能存在的铁末
2.磁化水可以防止锅炉结垢
3.磁化种子可以在一定程度上使农作物增
4.磁疗
5.不同地质年代的岩石往往具有不同的磁性。因此,可以根据岩石的磁性辅助判断地质年代的变化以及地壳变动。
6.磁性选矿
7.磁性材料在军事领域同样得到了广泛应用。例如,普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸,因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器,由于坦克或者军舰都是钢铁制造的,在它们接近(无须接触目标)时,传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸,提高了杀伤力
参考资料来源:百度百科-磁铁
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