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闲谈

一个困扰我多年的物理问题— —关于磁铁

TW大学物理系教授张庆瑞提供的回答如下:很多人都知道磁铁断裂后会重新出现N极与S极,以及“异极相吸同极相斥”这两个物理基本原则。但是,上述这个看来简单而常见的问题,其实很多人并无法回答。

  有体积的磁铁会相吸还是相斥,需要看磁铁的形状、大小与磁力线的分布而定。我们通常以磁极模型解释磁铁磁场极化和磁力线分布的状况:磁力线可以在家自己用铁粉定出来,而N极与S极则可用指南针的指向决定。为什么断裂的磁铁无法照断面重新接好,反而彼此排斥?如果你用指南针再测试一下两块断裂磁铁的磁极,你会发现,断裂后的磁铁已经有了新的磁极,这是因为磁性分布会依磁铁的形状与体积而改变。事实上,磁铁在垂直与上下两侧,也各有不同磁极;磁铁断裂后,虽然水平方向仍然异极相吸,但垂直与上下方向却出现同极相斥的现象。所以如果你将断裂磁铁的一端沿垂直方向翻转180度,使结合面的磁力线方向一致,磁铁便重新吸合在一起了,这也是你看到的翻面相吸现象。

  这个现象实际上证明了,以简单磁性知识分析复杂问题时的缺陷与矛盾。也说明了磁力线分布,是由内部每个组成的向量合成结果。在磁体表面的磁极分布,会随着断裂面的形状而组合成新的相应磁力线分布,并形成具有新磁极的磁铁。

  这件事也告诉我们,物理基本法则虽然没错,但要解释复杂系统时,需要更深入的分析,科学迷人之处也就在此。另外要提醒大家一件重要的事,实验是检验你想法的重要方式。如果你能从实验里找出复杂系统中的简单原则,你就会更享受科学的乐趣了。
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应该是断面马上就分出南北极了吧?
  

我不懂物理  自己想的!

原来连在一起的 那俩断面,断开后 未必就是一个极啊!


那就是有一极,原来的一端 发生变化了啊!
会吗?


磁体的磁性来源于磁体内电子的定向移动。任何物体内都有游离的电子,每一个电子的运动都会产生一个小磁场,但因为一般物体内的电子运动方向彼此不同,磁性互相抵消,所以宏观上不带磁性。而磁体内的电子运动方向基本是相同的,磁场相互叠加,宏观上就表现为有磁性。这就是解释磁性来源的分子电流假说,现已经实验证实。

磁体的磁性来源于磁体内电子的定向移动。所以只要改变磁体内电子的流向,就可以改变磁体的磁极。


我们看到的磁条有NS极,其实处处都有NS极,只不过都正负相抵消掉了。一旦破坏磁条的体积形状,磁性就会重新分布…
Concentrate on 那个截面…把合力分解成水平竖直两方向的分力.事实上,水平方向仍时吸引力,竖直方向是斥力,而且斥力大于吸引力…所以我们看到的是排斥现象…


回复 13# historia

    正解


13楼第一句话说明了本质


断开前: N————————-S
断开后: N———S       N————S


理论上讲,如果磁性分布均匀,断面会依然是可以相互吸引回去的。
但是显然天然磁铁的磁场绝大多数分布不均匀,所以中间会有相同磁极密集分布的地方,由于同极间相互有排斥力,所以这里就成了磁铁最“脆弱”的地方,一旦磁铁摔落,这里就很容易断开,然后就形成了两个同名磁极,所以自然会排斥。
磁铁也有贵贱之分,优秀的磁铁还是会愈合的^^价格也昂贵。


爱因斯坦在路上了


百度一下,你就知道……帮你查了..

常见的铁氧体磁铁微观上应看成多晶体结构,磁铁中每个单晶体是磁铁最小单位。考虑以下结构的磁铁([SN]或[NS]代表不同指向的最小磁铁磁性单位):
[NS][SN][NS][SN][NS]
[SN][NS][SN][NS][SN]
[NS][SN][NS][SN][NS]
整体对外看是左N右S,断成两部分后:
[NS][SN][NS]←→[SN][NS]
[SN][NS]←→[SN][NS][SN]
[NS][SN]←→[NS][SN][NS]
这两部分必然排斥,实际情况更复杂,磁铁最小单位空间指向应是各个方向的,只是总体上某一方向的占优。

如果由软磁性物质磁化得到“磁铁”其结构:
[NS][NS][NS][NS][NS]
[NS][NS][NS][NS][NS]
[NS][NS][NS][NS][NS]
断裂后:
[NS][NS][NS]←→[NS][NS]
[NS][NS]←→[NS][NS][NS]
[NS][NS]←→[NS][NS][NS]
两部分是相吸的,我用磁化后的锯条做过验证,大家尽可一试。

因此可以说,常见的铁氧体磁铁断裂后断口相排斥应是由这种磁铁的特殊生产工艺(粉末烧结)造成的。


回复 22# 熊黛

没错,以前实验室有一块,被前辈给弄断了,又接起来了- – 我当时也很奇怪,一般都是相斥的。

人工锯开当然还是会相斥,原因是磁铁磁场分布不均。当然了,前提是你这块磁铁不是专门用来做科研的均一磁性材料。日常生活中也不会用到的。。。


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