磁铁如何工作
磁铁是一种对儿童和成人都有吸引力的东西。有多少次,当你所做的只是在桌子下面移动一块磁铁时,你却用不规则的方式旋转了一个物体?每当我们手中握有一块磁铁时,我们都会忍不住想知道它是如何工作的。让我们抛开所有猜测,了解磁铁的工作原理。
磁铁的一些基本特性
磁铁可以吸引铁、钴、镍等金属物体。这些被磁铁吸引的金属称为可磁化材料。当你将一块磁铁悬浮在空中时,一段时间后它们就会沿着地球的南北极轴对齐。磁铁指向地球北极的一端是磁铁的北极,另一端是南极。如果您尝试连接两个磁铁的同一极(例如南极),它们会相互排斥。如果你尝试连接两个磁铁的相反极,它们就会吸引。现在让我们尝试了解所有这些事情发生的原因和方式。
电子的磁场
就像所有生物,包括人类、动物、植物、鸟类等,都是由微小的细胞组成,细胞内有生命的滴答作响,所有非生物都是由原子组成的。原子进一步由电子组成。您从之前的文章中已经知道,移动的电子会产生电流,而承载电流的电线会在它们周围产生磁场。因此,我们可以有把握地得出结论:是移动的电子产生了磁场。
电子作为微小的磁铁
每个电子都有一个旋转的角轴。电子也绕原子核旋转。这两种运动在电子周围产生磁场,如图1所示。这些微小的磁铁,又名电子,也有北极和南极。
图 1:磁场 – 从北到南
这些微小磁铁的另一个特性,即电子,在这里发挥了作用。电子通常成对出现。形成一对的两个电子沿相反方向旋转。因此,一个电子产生的磁场被该对中的另一个电子抵消。没有配对的自由电子决定了元素的磁性。没有配对的自由电子决定了元素的磁性。
磁铁如何吸引
那么微小的电子如何拉动大块含铁材料呢?在磁铁中,所有自由电子都沿同一方向排列。这意味着所有微小磁铁的北极都在一个方向,即成为磁铁的北极,如图2所示。
图 2:排列前后的自由电子
当任何可磁化材料(例如一块铁)进入磁体的磁场时,磁体的北极会吸引自由电子的南极。这就是铁片被拉动并粘在磁铁上的方式。你可能会说,真的很简单。下次当你手里有一块磁铁时,我相信你不会想知道它是如何吸引铁的,而是尝试找到它的两个磁极!