为什么磁铁之间会发生相斥相吸现象?背后的科学道理是什么?
磁铁,我们把磁铁分小,再分小,分到铁原子,电子绕原子核高速运转,这就是电流,电流就产生磁场,磁场和磁场之间就有力的相互作用,力是有方向的,所以有吸引和排斥的表象,内在的相互吸引是因为力的方向一致,我们看到了吸引,反之排斥。
所以的物质,都有电子绕原子核运转,都在原子周围产生电流,当然也有磁场,这些磁场就把物质原子相互吸引,形成更大的具有几何形状的物体,这就是我们看到的一块块物质,而不是一盘散沙。
当一个物体所有原子之间的磁力都用来吸引自己本身的原子,使其变成一个宏观可见的物体时候,磁力在物体内部作用,对外不产生电磁力。我们说这样物体没有磁性。
磁铁之所以对外产生磁场,是磁铁内部所有的铁原子周围分子运动方向变得一致,由于磁性材料的特定分子结构,内部磁力把原子吸引在一起的同时,方向一致的磁力都在一个方向上叠加起来,产生合力,就在磁铁周围有磁场了。
一句话,磁铁内部原子核外电子都在一个方向上规整的运动,无数个小电磁场叠加出一个大的电磁场,这就是我了看到的磁铁。
我们可以用宏观的方式证明这一点,拿块磁铁,敲打,或加热,磁铁磁性会减弱,会消失。这其实是弄乱了磁铁内部的原子有规律的排列。
答:磁力的本质是电磁力,在磁性物质内部存在微小的磁畴,磁畴在外界磁场的作用下会把磁极统一朝着一个方向,当撤去外部磁场时部分磁性物质的磁畴无法恢复原样,于是就对外显现磁性,成为一块永久磁铁,满足同性相斥和异性相吸的原则。
在电磁学当中,电和磁是统一的,电生磁,磁也能生电,可以由麦克斯韦方程组来描述,电磁力是自然界的四大基本力之一,电荷具有同性相斥、异性相吸的原则。对于运动电荷产生的磁场,也具有同性相斥、异性相吸的性质。
磁铁可以产生磁场,部分含有铁、钴、镍等金属可以形成永久磁铁,这是因为在这些金属当中,其原子排列具有特殊的结构,相邻原子因为电子自旋产生强烈的相互作用,然后形成微小的磁畴,每个磁畴内电子的自旋磁矩自发朝着一个方向,因此磁畴对外具有很强的磁性。
对于铁原子来说,每个磁畴内含有大约10^20个铁原子,尺度在微米至毫米级别,如果外界没有磁场,磁性物质内的磁畴排列方向就是无序的,整体对外不显磁性;一旦施加外界磁场,这些磁畴在磁场作用下就会统一朝着一个方向,整体对外显磁性,就能被磁铁吸引。
磁铁的相斥与相吸的根本原因在于磁场的作用。什么是磁场呢?磁场是电子的圆周运动带动空间的混沌光子的定向有序运动状态。具体的说就是电子的圆周运动构成一个圆平面,由于电子本身在自转,所以撞击周围的混沌光子,使混沌光子的一部分作定向有序运动,使电子圆盘附近空间的混沌光子由圆面的一侧经过圆心向另一面运动。也就是混沌光子由一面进入,而从另一面出来。这样就形成了一个磁畴,进入的一面与出来的一面就成为两个不同的磁极。当两个出来的极相遇时,出来的磁力子互相碰撞,碰撞产生的压力使磁畴互相分开,表现为斥力。当进入的一面相遇时,由于磁力子都要从这面进入,所以外面涌入的磁力子也互相碰撞,把两个磁畴互相撞开,也表现为斥力。。只有当一面进入与另面出来的相遇时,进入的恰好被吸入,不发生任何碰撞,能迅速靠拢,表现为吸引力。这个磁力模型中,吸引力与排斥力是不一样大的,可望测量确定。
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磁铁相互吸引理论是磁场力及其关系式,至于场力是什么东东,咱正在研究之中。
引力场,电场和磁场,从场中某点到场主之间所具有的势能关系都是统一的,与它们的间距离平方成反比,与它们量值(重量,电量,磁通量)成正比,只是引力场还设有发现排斥的现象。
场力是物质的一种奇特的相互关系,比如月亮与地球之间相隔遥远,且之间为真空但它们之间却有巨大的引力关系,那么大一个石头屹㟷绕着地球转了几亿年,恐怕一时半会还不会离开。
对量子力学的研究,为解开场力及关系提供了一些思路,物质的基本单元间存在着未知的相互关系,解开这些关系才能为解开场力创造条件。让我们等科学家的好消息吧!
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