相吸又相相斥,還能指引方向

    磁鐵是種神奇的東西,它產生的磁力不但可以指引方向,還可以吸附在金屬上,加上獨特的吸力,在科技上應用相當廣泛,就讓我們來瞧瞧磁鐵還有哪些獨特的特性吧。

    磁鐵也稱之為「磁石」,除了天生帶有磁力的磁鐵之外,也可透過電力來把鋼鐵金屬變成為帶有磁力的磁鐵,這過程就稱之為「磁化」。

    很多人一定會感到好奇,到底磁鐵可以吸什麼?什麼不可吸?磁鐵可以吸附的物質一定是金屬,而非金屬則一定不能吸,而且金屬中也只有鐵、鈷、鎳或含有這三種金屬的合金才能夠吸得起來。而這三種金屬也正好是磁鐵的組成元素。

有方向感的磁力

    磁鐵最有名的應用就屬指北針或指南針了,由於磁力是有方向性的,會從一端進去,再重另一端出來,由於地球本身也有磁力,如同一個磁鐵一樣,因此我們便可以利用磁鐵會按著磁力線來指向的特性來指引方向了。而這也是磁鐵上N極(指北極)與S極(指南極)名稱的由來。

    每個磁鐵上兩極一定並存,絕對不會只有一個磁極的磁鐵。而N極與S極還有一種相當有趣的特性,就是「同性相斥、異性相吸」,兩個相同的磁極會互相排斥,產生抗力無法吸附在一起,而不同的磁極,則會互相吸引,緊靠在一起,很多設備,如電腦喇叭便是利用這個特性來,產生聲音的。

體積愈大磁力愈強

    一般而言磁鐵體積愈大,磁力愈強,不過也有例外的超強磁鐵,那就是人造的「釹鐵硼磁鐵」,其小小的體積就可以創造出超強磁力,也由於體積小磁力強,一般多應用在小型又精密的設備上,如電腦中儲存資料用的硬碟,內部便是使用這種強力磁鐵。

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同性相斥、異性相吸
▲在磁鐵上,不同的兩個磁極相互吸引連結,而兩個N極或兩個S極則會互相排斥,形成了這個大家琅琅上口的物理現象。

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成雙成對的磁極
▲由於磁極不會單獨存在,所以當你把一塊磁鐵分成兩塊後,在斷裂的另一邊就會產生新的相對磁極,絕不會只有單獨存在。

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磁北不是正北
▲雖然指北針會指出北邊,要注意的是,它指出的方向並不是正北,而是所謂的「極北」。因為地磁的方向與真的北邊有著11度的誤差存在。

 

磁力會消失或變弱嗎?

    在不段的吸附金屬下,磁鐵的吸力其實是不會減弱的,但是磁鐵並不耐高溫,若長期置於溫度過高的環境,或是處於磁力相斥的情形下,磁性還是會變弱的。


金屬的磁化
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    組成金屬的每一分子均擁有其獨特的力場。在未經過磁化的金屬中,內部分子會任意排列,磁力並不明顯,在經過電流磁化或是高溫後再浸泡冷水,透過地球磁場的磁化作用後,所有分子的N極與S極就會朝同一方向列整齊。當所有的分子被磁化而同向排列後,這金屬就會產生磁力了,其磁力強度相當於各分子力場的總和,這是為什麼體積愈大的磁鐵,磁力愈大的原因。

 

出處:《PChome Kids數位小天才》2010年5月號 NO.5

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