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實驗演示影片:硬幣懸空掛、疊羅漢
硬幣如何做到懸而不掉的?
將硬幣靠近磁鐵後,硬幣會形成自己的內部磁場,即硬幣的磁化,此時硬幣也相當於一塊磁鐵,能吸引其他磁性物質。
實驗中,在硬幣上方放置了具有強磁力的銣磁鐵。懸空掛時,硬幣受到向上的磁鐵吸力和向下的重力,當這兩個作用力大小相等時,硬幣上下受力平衡;疊羅漢時,由於上方磁鐵的吸引作用,使硬幣能懸而不倒。同時,由於硬幣被磁化而本身具有磁性,進一步增強了硬幣間的吸引力,所以,這些硬幣在懸掛和疊羅漢時不會輕易掉落。
硬幣疊羅漢
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為什麼磁鐵能夠吸引某些金屬?
能被磁鐵吸引的金屬除了鐵之外,還有鈷、鎳、釓[gá]等,它們都屬於鐵磁性物質。
在鐵磁性物質內部存在很多未配對的電子,由於量子力學效應產生許多磁疇。每個磁疇中的原子具有高度一致性,都具有磁性,猶如一個個微小的“磁鐵”。
在外界沒有磁場時,各個磁疇的磁場方向隨機,相互間磁性抵消,整體對外不顯磁性或者顯現微弱磁性;當施加外部磁場時,這些磁疇就如同軍隊聽到命令一般,在外界磁場的作用下,磁力調整為同一方向,於是整體對外表現出磁性,從而被磁鐵吸引。
磁化原理示意圖
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