大多数人首先领略物理学的魅力,都是从磁铁说起。我们从小就接触过这种有趣的“石头”,学会了用这种“石头”来鉴别眼前的金属是不是铁,但为什么这里面只有能吸收铁的“石头”世界上,却没有能吸收铜铝的石头?
世界上所有的物质,不管是铁还是铜,都是由原子组成的,而原子的结构大致可以分为两部分,即原子核和原子核外的电子。
以铁原子为例,在原子核外有26个电子层层排列,围绕原子核运动。那么为什么电子要绕原子核运动呢?因为原子核内有质子,质子带正电,而原子核外的电子带负电。根据同性相斥、异性相吸的原理,原子核外的电子与原子核紧密结合,从而形成一个完整的原子。
既然有了电场,磁场就很容易出来了。你只需要移动带电粒子。事实上,电子和原子核都没有片刻停止,它们一直在运动。中间。
一种物质要具有自然磁性,至少要满足两个条件,一是具有半满的外层电子层结构,二是具有磁场排列在同一方向。
铜之所以不能被磁化,是因为铜原子的电子壳层是满的。当它受到外磁场作用时,会产生电子环流,使其自身的磁性与外磁场的方向相反,从而表现出抗磁性,所以铜也是一种典型的抗磁性物质。
铝与铜不同,因为铝原子中有一个不成对的电子,所以在外磁场的作用下,铝原子会沿着外磁场线的方向排列,从而表现出顺磁性。顺磁性物质本身也是一种非磁性物质,但并非没有磁性。如果用精密仪器测量一下就会发现,在外加磁场的作用下,铝会根据磁场的方向被磁化得非常微弱。综上所述,一种物质能否被某种神奇的“石头”吸引,取决于该物质能否被磁化,而一种物质能否被磁化,则取决于该物质的微观结构,这就是为什么世界上只有磁铁矿,但没有铜磁铁和铝磁铁。
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