



磁是什么?它藏在哪里?
我們的生活與磁密切相關,從會吸引鐵釘的磁鐵到古老的指南針,沒有它,我們就無法看電視、聽收音機、用空調、打電話……
磁還出現在天空,成為南北極上空飛舞的極光。
同時,它還為海龜、信鴿、蝴蝶等動物指引著前行的方向……
磁似乎無聲無息,其實卻無處不在。
最早出現的磁鐵
你玩過磁鐵嗎?磁鐵能吸引鐵屑、鐵釘等物質,如果把兩塊磁鐵放在一起,有時候它們會互相排斥,有時候卻會互相吸引,好玩極了。
早在4500年前,古代中國人就發現了天然的磁石。古人發現,有一種黑色的石頭能夠把鐵屑等金屬物質吸到身邊,還發現這種天然磁石在隨意擺動后總是指向同一方向。聰明的中國人用它制成了最古老的指南針——司南。
司南是打磨成勺子樣的磁石,把它放在正方形的木板上,讓它自由旋轉,等它靜止的時候,勺柄就會指向南方。后來又出現了魚形的指南針——“指南魚”。人們將木頭雕刻成魚的形狀,并安裝上磁針,就能夠浮在水面上,指示南北方向。后來,指南魚的形狀不斷改進,逐漸成為了今天的指南針。
指南針發明以后,外出航海的人們就不用擔心迷失方向了,就能夠放心地駕船出海,到大海那邊的未知地區去探索。
地球像塊大磁鐵
所有的磁鐵都有N(北)極和S(南)極。這與我們生活的地球有關。
地球就像一塊巨大的磁鐵,它也有南極和北極。兩塊磁鐵的同極會互相排斥,不同極會互相吸引,受到地球磁場的磁力作用,磁鐵總是會指向南北方向。這就是用磁鐵制成的指南針的工作原理。
在地球周圍也分布著磁場,稱為“地磁”。地磁像是地球的保護衣,當太陽風經過地球的大氣層時,帶電粒子撞擊地磁,就會形成絢麗的極光。地球表面的磁場會受到各種因素的影響而隨時間發生變化,地磁的南北極與地理上的南北極相反。
其實,不光是人,動物也會用地磁來辨別方向。例如生活在美國堪薩斯州的黑脈金斑蝶,每年都要飛到4000千米以外的墨西哥去過冬。這種蝴蝶的頭部和胸部都有磁性物質,能夠發揮指南針的作用。還有海龜、信鴿和許多遷徙的動物,都是依靠地磁來辨別方向的,所以它們在野外從來不會迷路。
電與磁
磁和電有著重要的關聯。有一門專門的學科叫電磁學,就是研究電和磁的關系。
1822年,法國物理學家阿拉戈和呂薩克發現,當電流通過有鐵塊的繞線時,能使繞線中的鐵塊產生磁性,變成磁鐵。英國工程師斯特金也做過類似的實驗:他在一根“U”型鐵棒上繞了很多圈銅線,然后接通電池,發現繞在“u”型鐵棒上的銅線圈產生了磁場,“U”型鐵棒變成了一塊“電磁鐵”。但是如果切斷電源,它又會失去磁性。
這個發現引起了人們的重視,科學家們紛紛開始研究如何將電能轉化為磁能。
英國科學家邁克爾·法拉第認為,既然電能夠產生磁,反過來,磁也應該能產生電。通過無數次實驗,他終于發現,當一塊磁鐵穿過一個閉合線路時,線路內就會有電流產生,這種利用磁場產生電流的現象稱為電磁感應,產生的電流叫做感應電流。依據電磁感應的原理,人們制造出了發電機,同時,電磁感應現象在電子技術等方面也得到了廣泛應用,人類社會從此邁進了電氣化時代。
磁與日常生活
在我們的日常生活中,到處都充滿了電磁波,只要是使用家用電器,就不可避免地會產生電磁波,例如,電風扇、吹風機、果汁機、微波爐、電冰箱、洗衣機、電視機、空調器等這些家用電器在使用的過程中都會產生電磁波。
磁還能幫助我們的交通工具提高運輸能力和運輸速度。
火車是大家都非常熟悉的交通工具,它能裝很多貨物,是重要的陸地交通工具。自從火車誕生以來,人們一直想要提高它的速度。但是,由于火車的車輪和鐵軌之間存在摩擦,因此限制了火車速度的提高。而磁改變了這個情況。當磁和火車結合在一起,就誕生了磁懸浮列車。
磁懸浮列車是一種靠磁懸浮力(即磁的吸力和斥力)來推動的列車。由于其軌道的磁力使之懸浮在空中,前進時不需要接觸地面,因此只受到來自空氣的阻力,速度遠遠超過一般的火車。常導磁懸浮列車可達
400-500公里/小時,超導磁懸浮列車
可達500-600公里/小時。
電磁波污染
有時候磁也會帶來一些危害。
在比利時的布魯塞爾,有一座著名的別墅。它依山而建,外表看上去非常正常,卻有著詭異的外號,人們稱呼它為“鬼屋”。因為自從別墅建好以后,搬進去的住戶,都出現了不同程度的頭暈、精神恍惚,甚至有人精神錯亂,最后發了瘋!因此,再也沒有人敢住在里面。
但是科學家們經過研究,解開了謎團——原來,在別墅對面的山丘上有一個軍事基地,基地里有一個雷達站。雷達站發射的電磁波功率極強,別墅周圍又都是山崖,阻擋了電磁波的擴散,電磁波被阻擋后,又交叉反射,投向別墅。住在別墅里的人長期遭受超強電磁波的強烈震蕩,才紛紛出現了異常。
自制指南針
道具:縫衣針,磁鐵、水筆、細線、清水
步驟:
1.用磁鐵的一極反復摩擦縫衣針,使它磁化。不要胡亂摩擦,而是用磁石的一極在針上沿同一方向摩擦,這樣針才能帶上較強的磁性。
2.把指針的一頭涂上紅色,作為區別。
3.根據磁鐵的特性,判斷出磁化后的縫衣針的兩極。
4.把磁針放在水中,它就會轉動,直到指出正確的南北方向。
5.或者把磁針懸掛起來,也能指出南北方。
注意:在使用時,不要讓指南針接觸磁性很強的磁鐵,否則會影響指南針的正確指向。