磁力是一種魔力

磁力哪裡來?

我們知道電荷運動會產生磁力。物質的磁性即是因為原子內部質子、電子運動產生的微小磁力所疊加起來的效果。

  • 當物質內部電子運動方向雜亂,產生之磁場相互抵銷,疊加起來就不具有外顯磁性。
  • 而當物質其電子被某種方式排列成特定方向,產生一致的磁性方向,疊加起來就有明顯之磁力表現。

磁化

磁化就是使原本不具有外顯磁性的物質產生磁力。

退磁

退磁,與激磁相反,因為高溫或撞擊,破壞了原本整齊排列的磁矩,導致磁性消失。

天然磁石、人造磁石、電磁鐵

  1. 天然磁石

天然磁石(也稱磁鐵礦,學名為 Fe₃O₄)是自然界中存在的一種含鐵氧化物礦石,這種礦石是地球在地質過程中天然形成的產物,其磁性是地球內部化學反應和地磁場作用的結果。

地球內部含有大量的鐵和氧元素,在地質活動(例如火山噴發或隕石撞擊)中,在高溫高壓條件下,這些元素化學反應生成鐵的氧化物,岩石受到強磁場影響,進一步增強了磁性。

  1. 人造磁石

人造磁石則是通過將適合的材料加熱到居里溫度以上,再施加磁場使材料內部分子的磁矩整齊排列,保持這種排列到冷卻後即可產生持久的磁力。

  1. 電磁鐵

電磁鐵則是由線圈激磁而產生暫時性的磁立。

天然磁石與人造磁鐵的比較

特性 天然磁石 人造磁鐵
來源 自然形成 人為加工製造
磁性強度 弱,磁性不穩定 強,磁性穩定
材料 Fe₃O₄(磁鐵礦) 釹鐵硼、鋁鎳鈷、鐵氧體等
用途 古代指南針、觀察地磁特性 電機、揚聲器、工業設備等

問問

  • Q: 未被磁化,亦沒有通電線圈的鐵片為什麼可以被磁鐵吸附?

    A: 鐵是容易被磁性物質改變磁力方向的原素,因此當磁力物質靠近鐵時,之所以能夠彼此吸引,是因為鐵瞬間被磁化而具有暫時性的磁力。


References