磁鐵為什麼能吸引鐵?

General 更新 2024-11-21

磁鐵為什麼能吸鐵

我把電磁學裡面的東西白話處理一下說給你聽吧。

磁性是物質的基本屬性之一,所有的物質都是磁介質。

分為三種:

1。順磁性物質,這種物質在磁場作用下產生與外磁場相同的附加磁場,大部分物質都屬於此類,

2。抗磁性物質,這種物質在磁場作用下產生與外磁場相反的附加磁場,象銅和惰性氣體等。

3,鐵磁性物質,這種物質在磁場作用下產生與外磁場相同的強烈的附加磁場,例如,鐵鈷鎳等。

根據安培最先提出的假說,在順磁質的分子中存在著永久的具有一定磁矩的分子電流.在沒有外磁場時,由於分子的熱運動,這些分子電流的取向是不規則的,因此它們所產生的磁場平均起來等於零,對外不顯示磁性.當有外磁場存在時,這些分子電流受到外場的取向作用,它們的磁矩格轉向外磁場的方向,產生沿外磁場方向的附加磁場.這就是順磁質磁化的原因.

組成反磁質的分子,在沒有外磁場時,分子內的結構使得它們的分子電流等於零.當外磁場被引入時,正象閉合圓導線中引入磁場時要產生感應電流一樣,在這些反磁質的分飢中也特產生感應電流.因為分子中沒有電阻,與在超導體中一樣,電流一經產生將永遠環流不息,直到外磁場撤老時引起反向感應電流與它抵消為止.

在外磁場的作用下,所有磁介質都要產生感應的分子電流,即反磁性是一切物質所共有的,但是在順磁質的分子中,分子電流的磁矩要比感應電流的隘矩大得多,因此物質的反磁性被掩蓋了,只出現順磁性.

而鐵磁性的成因問題,有過一個磁疇假說:

很多物質的單個原子的磁矩是在一個數量級上的,所以並不是原子的磁矩受到磁場的影響而造成了鐵磁體與其他磁介質的差別。而是因為鐵磁體的原子更容易在外磁場作用下排列起來。

為什麼鐵磁體中原子磁矩這樣容易排列起來呢?這是因為在鐵磁體中存在著由於原子間強烈的交互作用(稱為交換力)而產生的分子場.分子場的作用和磁場一樣,使得原子的滋矩發生取向排列,分子場的大小,較普通的磁場強得多,例如,鐵在室溫下,就有95%以上的原於磁矩由於分子場的作用而取向排列了起來.但是鐵磁體在未經磁化前並不表現出磁性,這是因為每一鐵磁體實際上分成許多小區域,我們稱這樣的小區域為磁疇.分子場使每一磁疇中各個原於的磁矩排列在同一方向,但各個磁疇的磁矩方向彼此不同,因此在沒有外磁場時,雖然各個磁疇內原於磁短已經差不多全部排列起來了,鐵隘體的總磁短仍為零,整個鐵磁體不呈現出磁性.加上外磁場後,各個磁躊的磁矩方向轉向外磁場的方向,鐵磁體的總磁矩便不為零.鑑於各個滋疇中的原於磁矩在沒有外磁場時就已取向了,所以鐵滋體在不大的外磁場中也表現出強磁性來。

當溫度高過一個值後(居里點),磁疇瓦解,失去鐵磁體性質,與普通順磁性物質相同。

為什麼磁鐵會吸引鐵?

首先你應該先了解一下自然界中的“力”,也學你會說,重力、彈力、摩擦力等等,其實我要說的“力”是自然界中最基本的力,有四種即萬有引力、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。前兩者你也許很熟悉,後兩者是核物理中的概念,是近代科學才發現的,連愛因斯坦都不知道,所以愛因斯坦沒有完成“統一場”的理論。這四種力是最基本的,其他所以的力都是這四種力不同的外在表現,比如說摩擦力本質上是電磁力。

說句題外話,我猜你也是理科生,你經常會遇到這樣的一道物理題吧:假設斜面光滑···地面光滑···等等的,你就馬上會想到,這道題我可以不考慮摩擦力了,因為光滑嘛。可實際情況是兩個完全光滑的接觸面接觸也照樣會有摩擦力,因為摩擦力的本質上電磁力,光滑的接觸面照樣會有範德華力(分子間作用力,電磁力的一種)。

好了鋪墊都做完了,現在讓我們來看看磁鐵是怎麼吸引鐵磁物質的吧。磁鐵與磁鐵是可以相互吸引的,原因嘛,就是二者都存在磁場,磁場與磁場之間是可以發生相吸或相斥的,注意只能是磁場與磁場之間才有這種相吸與相斥的作用,如果是磁鐵與一塊沒有磁場的木頭是不會有作用的。因為電磁力的媒介是磁場,沒有媒介電磁力是無法完成傳輸的。總結一下就是隻要是兩個磁場就一定能產生力的作用,比如磁鐵與磁鐵,磁鐵與地磁場。為什麼磁鐵能吸引鐵呢,你應該能猜到原因就是“鐵也帶有磁場”吧!?鐵帶磁場?沒錯,是磁鐵和鐵靠近時先將鐵磁化,然後鐵就帶有磁場了。其實不光是鐵可以被外加磁場磁化,鈷和鎳這類鐵磁物質都可以。

那你是不是又有了一個新問題了,為什麼鐵這類鐵磁物質能被磁化,為什麼木頭就不行、鋁就不行、銅就不行,這要看這些物質的內部結構了。從能不能磁化的角度可把物質分為抗磁性與順磁性(想深入瞭解就去查百度百科或文庫),鐵這類物質是順磁性的,並且還是順磁性中的特殊情況,稱為“鐵磁性”。說白了就是鐵的內部結構很特殊,有很多磁疇,什麼是磁疇,可以把它理解成成千上萬的小磁鐵,每一個鐵晶格都是一個磁疇(鐵原子構成鐵晶格,鐵晶格構成鐵單質,由於鐵原子的核外電子是運動的,又因為運到的電子能生磁,所以就有了磁疇)。平時這些磁疇的磁極順序雜亂無章,電磁力相互抵消,整個宏觀的鐵是沒有磁場表現出來的,可是再外加磁場的作用下,這些磁疇都整齊的排列好,N極朝一個方向S極朝一個方向,這樣宏觀的鐵單質就表現出一頭是S一頭是N的磁場了。。。。也正是這個原因,被磁化的鐵在經受外界撞擊或加熱的情況下都會失去磁性,原因是磁疇又變得雜亂無章了。首先你應該先了解一下自然界中的“力”,也學你會說,重力、彈力、摩擦力等等,其實我要說的“力”是自然界中最基本的力,有四種即萬有引力、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。前兩者你也許很熟悉,後兩者是核物理中的概念,是近代科學才發現的,連愛因斯坦都不知道,所以愛因斯坦沒有完成“統一場”的理論。這四種力是最基本的,其他所以的力都是這四種力不同的外在表現,比如說摩擦力本質上是電磁力。

說句題外話,我猜你也是理科生,你經常會遇到這樣的一道物理題吧:假設斜面光滑···地面光滑···等等的,你就馬上會想到,這道題我可以不考慮摩擦力了,因為光滑嘛。可實際情況是兩個完全光滑的接觸面接觸也照樣會有摩擦力,因為摩擦力的本質上電磁力,光滑的接觸面照樣會有範德華力(分子間作用力,電磁力的一種)。

好了鋪墊都做完了,現在讓我們來看看磁鐵是怎麼吸引鐵磁物質的吧。磁鐵與磁鐵是可以相互吸引的,原因嘛,就是二者都存在磁場,磁場與磁場之間是可以發生相吸或相斥的,注意只能是磁場與磁場之間才有這種相吸與相斥的作用,如果是磁鐵與一塊沒有磁場的......

為什麼磁鐵只能吸引鐵磁性物質

由磁鐵的特性決定的 如果按原子電流解釋就是電流產生的磁場磁化別的物體 磁化物體產生電場 電場互相作用產生力的作用

物質大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地自轉,並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性。

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同,它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說磁鐵有磁性了。(摘自《十萬個為什麼》)

磁鐵為什麼會互相吸引?

磁鐵具有磁力是由磁鐵的特性決定的 如果按原子電流解釋就是電流產生的磁場磁化別的物體 磁化物體產生電場 電場互相作用產生力的作用。

物質大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地自轉,並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性,對外沒有磁力。

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同,它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說磁鐵有磁性了,磁鐵有了磁力。

(參考《十萬個為什麼》)

關於磁鐵磁性的消失

對於所有的磁性材料來說,並不是在任何溫度下都具有磁性。一般地,磁性材料具有一個臨界溫度Tc,在這個溫度以上,由於高溫下原子的劇烈熱運動,原子磁矩的排列是混亂無序的。在此溫度以下,原子磁矩排列整齊,產生自發磁化,物體變成鐵磁性的。

利用這個特點,人們開發出了很多控制元件。例如,我們使用的電飯鍋就利用了磁性材料的居里點的特性。在電飯鍋的底部中央裝了一塊磁鐵和一塊居里點為105度的磁性材料。當鍋裡的水分幹了以後,食品的溫度將從100度上升。當溫度到達大約105度時,由於被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失,磁鐵就對它失去了吸力,這時磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會把它們分開,同時帶動電源開關被斷開,停止加熱。

居里溫度是指材料可以在鐵磁體和順磁體之間改變的溫度。低於居里溫度時該物質成為鐵磁體,此時和材料有關的磁場很難改變。當溫度高於居里溫度時,該物質成為順磁體,磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。這時的磁敏感度約為10的負6次方.

加熱,升高到磁鐵物質的居里溫度以上磁性就會消失了,冷卻後磁性恢復。

永磁鐵是四氧化三鐵,只有把他還原成氧化亞鐵或鐵,或氧化成三氧化二鐵,磁場才消失。

磁鐵能吸附幾種金屬?為什麼磁鐵能吸附鐵呢?

可以吸附鐵,鈷,鎳
鐵、鈷、鎳等鐵磁物質內包含有大量磁籌(相當於小磁鐵,即下面說到的原磁體),在磁場作用下產生力的作用
磁鐵是磁體的一種.
磁鐵吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質稱為磁性.
鐵、鈷、鎳中有許多具有兩個異性磁極的原磁體,在無外磁場作用時,這些原磁體排列紊亂,當外磁場作用時,原磁體排列總體上表現的較為規整,表現出磁性.
至於為什麼磁鐵不可以吸引其他金屬,那是因為其他金屬的外電子排布不具有鐵,鎳等金屬的特殊結構,也就是不具備磁籌性. ----個人理解

磁鐵為什麼能吸引鐵卻不能吸引木頭

磁鐵具有磁性,是因為磁鐵內部整整齊齊排列著很多方向一致的磁疇.當鐵釘等靠近磁鐵時,被磁鐵的磁場磁化,也變成了一塊“小磁鐵”,兩者不同的磁極相互吸引,磁鐵就把鐵釘吸住了.

木頭內部沒有磁疇,其原子中電子磁矩是相互抵消的,當受到外磁場作用時,會產生反抗外磁場的微小磁矩,導致不能被吸引。

為什麼磁鐵可以相互吸引 為什麼磁鐵可以吸住鐵 10分

物體內部都是電子圍繞原子核高速旋轉,電荷運動的時候就能產生磁。在磁鐵內部分子排列非常規則,所以每個電荷產生的磁就會疊加起來,而被外界感覺到。但是鐵的內部分子排列是不規則的,每個電荷產生的磁會疊相互抵消。所以感覺不到。 當磁鐵靠近鐵的時候使得鐵內部的分子排列變得規則,這樣鐵就變成了磁鐵。 地球本身是一個大磁鐵,但是這個磁場是很弱的。地球對人的吸引力是萬有引力,和磁力並不是一種力。

磁鐵為什麼能吸鐵一類的東西?

磁鐵會產生磁場,鐵等物質在磁場中會被磁化。然後磁鐵和被磁化的鐵的N\S極會相互吸引,所以磁鐵能吸住鐵。凡是能被磁化的物質,像鐵、鎳、鈷及其合金都可以被磁鐵吸引。鐵磁性主要來源於電子的自旋磁矩。相鄰原子的電子之間存在著很強的“交換作用”,這是一種量子效應。它促使自旋磁矩趨向能量較低的平行排列狀態,形成磁疇。磁疇是自發的磁化區域。磁疇的體積約為10-12--10-8米3,其中含有約1017--1021個分子 。 磁疇可用全相顯微鏡觀測。在無外磁場的作用下磁疇取向平均抵消,能量最低,不顯磁性。 在外磁場較弱時,自發磁化方向與外磁場方向相同或相近的那些磁疇逐漸增大,在外磁場較強時,磁疇自發磁化方向作為一個整體,不同程度地轉向外磁場方向。當全部磁疇都沿外磁場方向時,鐵磁質的磁化就達到飽和狀態。飽和磁化強度等於每個磁疇中原來的磁化強度,該值很大,這就是鐵磁質磁性強的原因,只有鐵磁性物質才能被磁化,鐵鈷鎳都是鐵磁性物質。

不鏽鋼能被磁鐵吸引嗎,為什麼?

日常生活中我們接觸較多的奧氏體型不鏽鋼(有人稱之為鎳不鏽)和馬氏型不鏽鋼(有人稱之為不鏽鐵,但不科學,易誤解,應迴避)兩大類。奧氏體型不鏽鋼由於在鋼中加入較高的鉻和鎳(含鉻在18%左右,Ni在4%以上),鋼的內部組織呈現一種叫奧氏體的組織狀態,這種組織是沒有導磁性的,不能被磁鐵所吸引。鋼鐵的奧氏體組織在770攝氏度以上失去鐵磁性。不鏽鋼中加入大量的合金,使部分不鏽鋼的奧氏體相區擴大到室溫。這種奧氏體不鏽鋼不具有鐵磁性。除此之外的其它的鐵素體不鏽鋼、馬氏體不鏽鋼等等,都具有鐵磁性。能被吸起的是不鏽鐵一般稱作Cr13,不鏽鋼有1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti等。人們常以磁鐵吸附不鏽鋼材,驗證其優劣真假。不吸無磁,認為是好的,反之,則認為是冒牌假貨。其實,這是一種不切實際的辨別方法。一般,經營不鏽鋼材料已有十餘年的人都知道,依靠傳統的是否有磁性來判別不鏽鋼的方法,很有可能吃虧。據他們介紹,不鏽鋼種類繁多,常溫下按組織結構可分為奧氏體型和馬氏體或鐵素體型。奧氏體型是無磁或弱磁性,馬氏體或鐵素體型是有磁性。然而,也並不一定如此。如通常用作裝修管板的奧氏體型的304材質,一般來講是無磁性的,但因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性,這不能認為是冒牌或不合格。另外304不鏽鋼經過冷加工,組織結構也會向馬氏轉化,冷加工變形度越大,馬氏體轉化越多,鋼的磁性就越大。相反,質量次一點的200系列不鏽鋼,很有可能不帶磁性,由此判定它是貨真價實的不鏽鋼,就大錯特錯了。由磁鐵的特性決定的如果按原子電流解釋就是電流產生的磁場磁化別的物體磁化物體產生電場電場互相作用產生力的作用物質大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地自轉,並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性。鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同,它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說磁鐵有磁性了。磁鐵能不能吸起一個東西和被吸東西的磁導率有關,而磁導率和磁疇是相關的,自然界的各種元素中,鎳的磁導率最高,然後是鈷,再次之是鐵,其他的物質例如銅也有一定的磁導率,但是非常低,使我們感覺不到而已,不是含鐵的東西都可以被磁石吸起來,不鏽鋼屬於合金即在鐵的基礎上又添加了鉻和鎳如1Cr13就是添加了Cr,310不鏽鋼即Cr25Ni20Si2就添加了Cr和Ni以及Si,304不鏽鋼即1Cr18Ni9Ti就添加了Cr和Ni以及Ti.......這樣一來就改變了原來的磁疇排列方式,磁導率降低,甚至於我們的手感覺不到,所以我們覺著不吸.根據同樣的道理我們也可以用合金的辦法制出磁導率非常高的合金不鏽鋼以其漂亮的外觀、耐腐蝕的特性、不易損壞的優點,越來越受到人們的喜愛。鍋碗瓢盆、城市雕塑、建築、裝修居室等使用不鏽鋼的地方越來越多,但人們對不鏽鋼的判別認識不深,有些顧客在買不鏽鋼廚具時,拿著磁鐵在不鏽鋼器皿上試來試去。認為磁鐵吸上的是不鏽鐵,吸不上的是不鏽鋼。看來人們對不鏽鋼的認識還有誤區。鐵和鋼是以含碳量的多少來區別的。含碳量在2%以下的鐵碳合金是鋼,含碳量在2%以......

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