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磁铁有正负极,如果从中间掰开,还有正负极吗?为什么?
磁铁,磁极,磁性磁铁有正负极,如果从中间掰开,还有正负极吗?为什么?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
磁铁有正负极,如果从中间掰开,还有正负极吗?为什么?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
1820年丹麦的奥斯特用实验发现电流的周围存在磁场,奥斯特的发现第一个揭示电与磁的联系,也激发了科学家探究电流磁场的热情,他们将电流通过弯曲成各种各样的形状的导线,研究电流的磁场,最终发现一种最有价值的形状——通电螺线管。
研究表明,通电螺线管周围的磁场分布与条形磁铁相似,并且与条形磁铁一样,也有南北极。通电螺线管的磁极性质与电流方向有关,二者的关系可用安培定则判定。
值得注意的是,环形电流的磁场与小磁针的磁场类似,受此启发,科学家找到了物体磁性的来源。
大家知道物体是由分子组成的,分子是由原子组成的(有的物体直接由原子组成)。原子的中心是原子核,原子核的周围是绕原子核运动的电子,电子的运动就相当于环形电流,每一个原子就是一个小磁针。
大部分物体里众多的小磁针杂乱无章的分布,磁性互相抵消,对外不显示磁性。有的物体里大量小磁针的排列方向较为一致(每一个磁针的同名磁极指向一致),中间磁针相对的磁极性质相反,对外不显示磁性,两端处小磁针的磁极性质一样,磁性互相加强,就使物体出现两个磁极,并且是相反(一个北极一个南极)的两个磁极。
如果将磁铁从中间掰开,就是将断开处原来磁极相对(磁极性质相反)的小磁针分开。这样断开处的小磁针磁极性质就变得一致,磁性互相加强,就成为新的磁极,加上原有的磁极,分开后的两部分依然有两个磁极。
回答于 2019-09-11 08:43:50
首先更正一点,磁铁的两极不叫正负极而是叫做N极和S极。磁铁是有N,S极的,把一块磁铁掰开后,就变成了两块磁铁,每一块磁铁都有N,S极。不论把磁铁切割成多少块、切割的有多小,每一块磁铁总是有N极和S极之分,也就是说N极和S极总是成对出现,无法让一块磁铁只有N极,也无法让一块磁铁只有S极。虽然科学家做过很多努力在寻找磁单极子的存在,但是至今仍然一无所获。
对于一般的无磁性的物质,其内部的分子是杂乱无章的,其磁性是相互抵消的,不对外呈现任何磁性。但是对于磁性物质而言,其分子磁性是有序排列的,磁性不仅不相互抵消而是相互叠加,使得磁性增强,对外呈现较强的磁性,就形成了磁铁。非磁性材料和磁性材料的内部分子结构如下图所示。
当把一块磁铁掰开后,其内部的分子再次重新排列,形成了两块磁铁,以条形磁铁为例,在断面处会形成两个不同的磁极,及相互吸引,在断面处可以完美的吸合在一起,如下图所示。
但是对于环形磁铁而言,断成两部分后形成U型磁铁,断面处磁极形同,是相互排斥的,U型磁铁的磁感线方向如下图所示。
再科普一点知识,磁铁的两个磁极总是成对出现,分别叫做N极和S极,有的人也会成为北极和南极,严格说来叫做南北极不太科学,因为南北极是一个地理概念。磁感线的方向在磁铁外部是从N极指向S极,在磁铁内部从S极回到N极。磁感线方向如下。
所以,单纯的说磁感线从N极指向S极也是不准确的。
以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多精彩内容请关注本头条号:玩转嵌入式。感谢大家。
回答于 2019-09-11 08:43:50
答:磁铁的磁极分为S极和N极,一块磁铁从中间掰开,会形成两块小的磁铁,每块小磁铁都拥有S极和N极。
小时候特别爱玩磁铁,拆录音机,拆四驱车,就是为了里面的一小块永久磁铁;一旦我们把磁铁摔碎成两块,就会得到两块磁铁,觉得特别神奇。
磁力的本质是电磁相互作用,可以用麦克斯韦方程组描述;物质由原子组成,原子中的核外电子做绕核运动,如果大量电子形成定向的绕核运动,根据麦克斯韦方程组就会形成磁场,既“运动电荷产生磁场”。
对于大多数物质,微观电子的绕核运动是随机的,于是净磁矩为零,对外不显现磁场;对于铁磁性物质,比如铁、钴、镍、钕合金等等,相邻原子间会发生相互作用,然后形成几微米到几毫米的磁畴。
每个磁畴相当于一个小磁铁,一旦施加外部磁场,这些小磁畴就像接收到命令一般,然后把磁极朝向一个方向,于是整块铁磁性物质就对外显磁性,并被磁铁吸住。
当外部磁场去掉后,部分磁畴无法恢复原样,于是整块物质对外还保留了微弱的磁性,也就是被磁化了;比如我们用永久磁铁摩擦钉子,钉子就会被磁化,如果铁磁性物质被磁化后,还能保留较高且较长时间的磁性,那么就成了一块永久磁铁。
明白了磁铁的微观原理,我们再来看把磁铁掰成两块后,并不会影响到微观磁畴,每一小块都有足够多的磁畴,所以也就分别拥有S极和N极。
如果我们不断分下去,到了磁畴的尺度也会存在磁力,只是强度弱了很多;直到分到原子尺度,只要核外电子的绕核运动是定向的,那么每个原子也会存在磁矩。
只是在量子力学中,科学家从理论上预言了磁单极的存在,甚至好几次在实验室发现过磁单极的痕迹,不过发现过程无法重复,所以磁单极是否存在还有很大的争议。
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