張飛騰
磁體常識(shí)
物體具有的吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性,具有磁性的物體叫磁體。最初的磁體是從自然界直接獲取的,我們稱其為天然磁體。人工制造的磁體我們叫它人造磁體。磁體按磁性保持時(shí)間可分為永(硬)磁體(能夠長(zhǎng)期保持磁性)、軟磁體(磁性與極性會(huì)隨所加磁場(chǎng)的磁極性而變化),按形狀分為條形磁體、馬蹄形磁體、磁針等。一個(gè)磁體有兩個(gè)磁極(磁體上磁性最強(qiáng)的部分),一個(gè)磁南極(S極),一個(gè)磁北極(N極)。磁極間的相互作用規(guī)律是:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。在磁體周圍存在著一種能傳遞磁極間相互作用的物質(zhì),這種看不見(jiàn)摸不著的物質(zhì)叫磁場(chǎng),磁極間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞的。磁體對(duì)鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的吸引作用也是通過(guò)磁場(chǎng)傳遞的。磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用,磁場(chǎng)的方向是人為規(guī)定的,即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向。對(duì)磁場(chǎng)的描述可仿照鐵屑在磁場(chǎng)中的排列情況,在磁場(chǎng)中畫一些有方向的曲線,任何一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都跟放在該點(diǎn)的磁針北極所指的方向一致,這些曲線稱作磁感線。磁感線的箭頭表示磁場(chǎng)的方向,磁感線的形狀表示磁場(chǎng)的分布情況,磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。地球就是一個(gè)大磁體,地球周圍的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)。
磁的防護(hù)
將一塊磁鐵吊起來(lái),磁鐵下邊的回形針用線拉住,使它吸向磁鐵卻不接觸,就像飄浮在空中一樣。先后將紙片、塑料寫字板、薄木板、鋁皮、薄鐵片等放入磁鐵和回形針之間,觀察磁鐵與回形針間的吸引力有無(wú)變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)稱為磁屏蔽實(shí)驗(yàn),表明磁場(chǎng)不能穿過(guò)鐵磁性物質(zhì)。生活中需要減弱磁的作用時(shí)就要利用這個(gè)性質(zhì)。手機(jī)、收音機(jī)在電梯里信號(hào)弱就是磁屏蔽現(xiàn)象。
電子設(shè)備中,有些部件需要防止外界磁場(chǎng)的干擾,就要用鐵磁性材料制成一個(gè)罩子,把需防干擾的部件罩在里面,使它和外界磁場(chǎng)隔離。也可以把那些輻射干擾磁場(chǎng)的部件罩起來(lái),使它不能干擾別的部件。例如變壓器或其他線圈產(chǎn)生的漏磁會(huì)對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生作用,影響示波管或顯像管中電子束的聚焦,故必須將產(chǎn)生漏磁的部件實(shí)行靜磁屏蔽。也可在示波管、顯像管中電子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩。
機(jī)械手表里的機(jī)芯都是鋼制的,如果手表放在磁鐵附近,鋼制機(jī)芯就會(huì)磁化。如果在手表機(jī)芯外罩以軟鐵薄殼就可以起防磁作用。即使將表放在強(qiáng)磁場(chǎng)附近,它的精確度也一點(diǎn)不會(huì)降低。
· 生產(chǎn)生活中磁的應(yīng)用 ·
生活中磁體與磁性材料的應(yīng)用很廣泛,著名的指南針,就是利用磁體的指向性制成的?,F(xiàn)在的音響、耳機(jī)、麥克風(fēng)、喇叭、電冰箱中的磁門封條、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、微波爐中用的磁控管、門鈴中用的電磁繼電器、皮包的磁扣、磁化杯、醫(yī)療上的核磁共振都是磁的應(yīng)用。
磁記錄(錄音帶和錄像帶)是磁化的重要應(yīng)用,所需記錄的聲信號(hào)、光信號(hào)首先轉(zhuǎn)化為電信號(hào),電流產(chǎn)生與信號(hào)變化相對(duì)應(yīng)的變化磁場(chǎng),當(dāng)錄音帶(或錄像帶)通過(guò)這一變化的磁場(chǎng)時(shí)(如錄音磁頭處),磁帶即被磁化,磁化程度與磁場(chǎng)強(qiáng)弱相對(duì)應(yīng)。再通過(guò)特定裝置時(shí),使記錄的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再還原成聲信號(hào)和光信號(hào)。
絕大多數(shù)的信用卡都是磁卡,磁卡所用的磁性材料及作用原理,同磁帶基本相同,只是用處不同而已。在磁卡上有一窄條磁帶,當(dāng)你乘地鐵進(jìn)出站刷卡時(shí),這張磁卡已記錄了上下車的磁信息并進(jìn)行結(jié)算。而單程票則是把這張磁卡在出站口投到回收口,門開(kāi)出站。如果沒(méi)在目的站下車,而是在比該站遠(yuǎn)的車站下車,卡上記錄的車票錢數(shù)不夠,出站門不開(kāi)。要拿磁卡補(bǔ)票后才能出站。在出站口投入磁卡的過(guò)程,就是磁記錄經(jīng)過(guò)磁頭變成電信號(hào)的過(guò)程,再用電信號(hào)控制站門開(kāi)關(guān)。
有些磁體在溫度升高到某一值時(shí)就會(huì)失去磁性,比如電飯煲的磁鋼。電熱盤產(chǎn)生的熱量傳遞給鋁鍋,當(dāng)鋁鍋溫度升高到100 ℃時(shí),水沸騰溫度不再上升。當(dāng)鍋內(nèi)水分蒸發(fā)完,鍋的溫度便上升到103 ℃,磁鋼的溫度達(dá)到103 ℃時(shí)將失去磁性,切斷電源,否則飯會(huì)燒焦。溫度降低后磁性恢復(fù)。
磁懸浮列車的速度快、能耗低、維修少、污染小,其原理是利用磁性斥力或引力把列車浮在軌道上運(yùn)行,這個(gè)設(shè)想于20世紀(jì)60年代提出。當(dāng)列車運(yùn)行時(shí),由超導(dǎo)體產(chǎn)生電磁斥力;列車停止時(shí),斥力消失,列車由于自重又落在軌道上,所以磁懸浮列車開(kāi)動(dòng)和停車時(shí),仍需車輪。
· 磁與人體健康 ·
磁場(chǎng)與人體健康有一定的關(guān)系。早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,名醫(yī)扁鵲就用“磁石”治病。古代醫(yī)書《格致鏡原》中講到把磁石墊在枕頭里,用此枕而眠,持之以恒,便有保眼健目的效果,這就是磁療?,F(xiàn)代的磁療是以一定強(qiáng)度的恒定磁場(chǎng)(如永磁體片)、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或脈沖交變磁場(chǎng)作用于人體。大量的臨床實(shí)踐證明,磁療對(duì)于各種關(guān)節(jié)炎、腰肌勞損等疼痛性疾病,高血壓、腹瀉、良性腫瘤、靜脈曲張、結(jié)石、痛經(jīng)等疾病有一定療效,而且治療簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、安全,很少有副作用。
如果人體長(zhǎng)期順著地磁的南北方向可使人體器官細(xì)胞有序化,產(chǎn)生生物磁化效應(yīng),使生物電得到加強(qiáng),器官機(jī)能得到調(diào)整和增進(jìn)。
地磁場(chǎng)能阻擋宇宙射線和來(lái)自太陽(yáng)的高能帶電粒子,是生物體免遭危害的天然保護(hù)傘。如果沒(méi)有了這個(gè)保護(hù)傘,外來(lái)的宇宙射線,會(huì)將最初出現(xiàn)在地球上的生命幼苗全部殺死,使其根本無(wú)法在地球上滋生。
磁在使用和保存時(shí)要注意:
(1)不要使磁鐵受到敲擊和劇烈振動(dòng);
(2)不要把磁鐵放在火上烘烤;
(3)不要把磁鐵放在強(qiáng)電流附近;
(4)小磁鐵(如磁針)不能與大磁鐵放在一起;
(5)保存條形磁鐵時(shí),必須把相鄰磁鐵的南北極倒置合并在一起,并在兩端各加一片軟鐵;
(6)保存蹄形磁鐵時(shí),也應(yīng)在兩極上加一片軟鐵使兩極連起來(lái),并把相鄰磁鐵的南北極倒置;
(7)在日常生活中 ,要注意信用卡的存放,防止信用卡被消磁。不要把兩張信用卡的磁條重疊在一起放,信用卡還應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離電磁爐等可能產(chǎn)生高頻電磁波的電器,也盡量別和手機(jī)、電腦等帶磁物品放在一起。