为何只有吸铁石,却没有吸铜石和吸铝石?铜和铝不能被磁化吗?
物理的魅力无处不在,从童年开始,大家就开始在“好玩”中接近物理。记得那时候老师讲了“同级相斥,异级相吸”,回家还特意买两块磁铁玩,常常“拼命”将同级的两面磁铁挨在一起,然后看着它们在磁力的相斥作用下努力排开彼此。
有时候也喜欢单独玩吸铁石,它可以成功吸住铁类物质,衣服拉链、锁、挂钩等都会成功被它“黏住”。
不过同样是金属,为什么吸铁石可以吸引铁磁性物质,吸铜石和吸铝石却不行呢?铜和铝不能被磁化吗?
一个物体需要具备两个必要条件,才可能具有磁场。一是磁场同方向排成一列的晶体结构,二是半满的外层电子层结构。
铜原子具有充满的电子壳层,当有其它磁场对它发生作用时,铜的内部会产生电子环流,进而出现与外部磁场方向相反的磁性,从而对磁力产生抗拒。
铝原子具有未成对的电子,当有外磁场干扰的时候,铝原子与铜原子不同,它的磁场方向完全与外部磁场方面一致,这也是一种非磁性现象,不过铝的磁性并不是零,它具有微弱的磁力,只不过难以直接感受到。
铁原子就不同了,它的内部是随机分布的磁性区域,在没有外磁力作用的情况下,这些效应会相互消除了,总体看上去完全没有磁性。但是当有另一个磁场介入以后,铁原子的磁性就会集体朝向一方,进而与磁铁牢牢吸附在一起。
在物理学上,吸铁石的学名叫“磁铁”,它主要有由铁、钴和镍构成了,能够吸引众多铁磁性物质。
磁铁不是由人类发明的,而是一种天然物质,最初由古希腊人和中国人发现,人们将其当作好玩的物质,发现它总是可以神奇的对铁块产生吸引力。
若是将一块磁铁放置于悬空状态,它先是一统随意摇摆,随后便指向固定的方向。后来科学家经过深一步研究,发现了磁铁“同级相斥,异级相吸”的原理,所以当它悬置于空中的时候,才会始终指着同一方向。
究其原因,是因为地球本身带有磁场,地球的南北极相当于磁铁的两级,当磁铁悬置于空中时,它的北极就会指向地球的南极,南极就会指向地球的北极。后来运用这个原理,中国人发明了指南针。
再后来,人工制造磁铁出现,不过与永久的天然磁铁有所差别,人工磁铁只有在特定条件下才具有磁性。
如今,科学家通过对磁铁的研究,将其运用在交通、天文、军事、医疗等各大领域,给人们的生活带来了巨大便利。