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第24章 磁铁是怎样吸引东西的?

一股电流能够创造出一个磁场,它能围绕着电子的轨迹形成一个巨大的弧形。比如,打开电灯的开关,随着电子从一个原子移动到另一个原子,一股电流会沿着电灯的铜线流过,线路周围就会产生微弱的磁场。同样,架着许多高压线的地方,会覆盖着强大的磁场。电和磁性是同一种力的两个表现方面,这种力就是电磁力。

每个原子中那些移动的电子都会产生微小的磁场。可以说,一个环绕的电子正在创造着电流中的一个小环。但不过大多数原子中的磁场都是由电子围绕原子核运动而产生的,就像是一架旋转的飞机。

在大多数物质当中,比如塑料,每个原子中那些微小的磁力会相互抵消,这是因为原子的磁极是朝向是不同方向的。但是在铁等物质中,原子是按照特殊的方式排列的,这就让这些物质变得有磁性了。

在这些物质内部,按组聚积在一起的原子被称为“磁域”。每个小小的磁域中都有着亿万个原子,所有这些原子的磁场都冲着同一个方向。所以说每个磁域都可以被看作是一块很小的磁铁。

通常,这些磁域会朝向各自不同的方向,来抵消彼此的磁力。所以一块普通的铁是没有磁力的。但如果把磁域按同一个方向排列起来的话,会怎么样呢?这块铁就会突然间变得有磁性,我们视线中的那些大头针,铁钉甚至电冰箱统统都能被它吸引住。

那么,怎样才能让这些原子群乖乖地朝同一个方向排列呢?把一块铁放在一个强大的磁场里。磁域们会一个接一个地转向磁场的方向。在这期间,磁域会吸引其他磁域中的原子,使自己的体积扩大。不一会儿,铁里面的许多磁域都排列整齐了,这块普普通通的铁就突然变成了一块磁铁。

你可以用一个小铁钉来演示一下这个情形。将铁钉放在一块磁铁的磁场里。它的磁域会迅速地排列好,这个铁钉就暂时成为一块磁铁了。然后你可以用它去吸引一个大头针。

小趣闻

天然磁石可以自然地散发出磁性,但大多数磁铁都是人们专门制造出来的。

你也许认为能量是会用完的。当汽车开到没油的时候,它的能量就消失了。但是科学家的看法却不大一样,他告诉我们能量是被转换了,这就是能量守恒定律。能源既不能被创造也不能被破坏,它只能从一种形态转变成另一种形态。这意味着宇宙中所有的能量从一开始就是在那里的,而且只要宇宙存在,能量就不会消失。

回想一下水坝顶部储存着的水源。当水坝处于关闭状态时,水就在那里不动,我们说它有着潜在的能量。这时水的能量还没有得到利用。

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