張飛騰
磁體常識
物體具有的吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性,具有磁性的物體叫磁體。最初的磁體是從自然界直接獲取的,我們稱其為天然磁體。人工制造的磁體我們叫它人造磁體。磁體按磁性保持時間可分為永(硬)磁體(能夠長期保持磁性)、軟磁體(磁性與極性會隨所加磁場的磁極性而變化),按形狀分為條形磁體、馬蹄形磁體、磁針等。一個磁體有兩個磁極(磁體上磁性最強的部分),一個磁南極(S極),一個磁北極(N極)。磁極間的相互作用規(guī)律是:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。在磁體周圍存在著一種能傳遞磁極間相互作用的物質,這種看不見摸不著的物質叫磁場,磁極間的相互作用就是通過磁場來傳遞的。磁體對鐵、鈷、鎳等物質的吸引作用也是通過磁場傳遞的。磁場的基本性質是對放入其中的磁體產生力的作用,磁場的方向是人為規(guī)定的,即小磁針靜止時北極所指的方向。對磁場的描述可仿照鐵屑在磁場中的排列情況,在磁場中畫一些有方向的曲線,任何一點的磁場方向都跟放在該點的磁針北極所指的方向一致,這些曲線稱作磁感線。磁感線的箭頭表示磁場的方向,磁感線的形狀表示磁場的分布情況,磁感線的疏密表示磁場的強弱。地球就是一個大磁體,地球周圍的磁場叫地磁場。
磁的防護
將一塊磁鐵吊起來,磁鐵下邊的回形針用線拉住,使它吸向磁鐵卻不接觸,就像飄浮在空中一樣。先后將紙片、塑料寫字板、薄木板、鋁皮、薄鐵片等放入磁鐵和回形針之間,觀察磁鐵與回形針間的吸引力有無變化。這個實驗稱為磁屏蔽實驗,表明磁場不能穿過鐵磁性物質。生活中需要減弱磁的作用時就要利用這個性質。手機、收音機在電梯里信號弱就是磁屏蔽現象。
電子設備中,有些部件需要防止外界磁場的干擾,就要用鐵磁性材料制成一個罩子,把需防干擾的部件罩在里面,使它和外界磁場隔離。也可以把那些輻射干擾磁場的部件罩起來,使它不能干擾別的部件。例如變壓器或其他線圈產生的漏磁會對電子的運動產生作用,影響示波管或顯像管中電子束的聚焦,故必須將產生漏磁的部件實行靜磁屏蔽。也可在示波管、顯像管中電子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩。
機械手表里的機芯都是鋼制的,如果手表放在磁鐵附近,鋼制機芯就會磁化。如果在手表機芯外罩以軟鐵薄殼就可以起防磁作用。即使將表放在強磁場附近,它的精確度也一點不會降低。
· 生產生活中磁的應用 ·
生活中磁體與磁性材料的應用很廣泛,著名的指南針,就是利用磁體的指向性制成的?,F在的音響、耳機、麥克風、喇叭、電冰箱中的磁門封條、電動機、發(fā)電機、微波爐中用的磁控管、門鈴中用的電磁繼電器、皮包的磁扣、磁化杯、醫(yī)療上的核磁共振都是磁的應用。
磁記錄(錄音帶和錄像帶)是磁化的重要應用,所需記錄的聲信號、光信號首先轉化為電信號,電流產生與信號變化相對應的變化磁場,當錄音帶(或錄像帶)通過這一變化的磁場時(如錄音磁頭處),磁帶即被磁化,磁化程度與磁場強弱相對應。再通過特定裝置時,使記錄的磁信號轉換成電信號,再還原成聲信號和光信號。
絕大多數的信用卡都是磁卡,磁卡所用的磁性材料及作用原理,同磁帶基本相同,只是用處不同而已。在磁卡上有一窄條磁帶,當你乘地鐵進出站刷卡時,這張磁卡已記錄了上下車的磁信息并進行結算。而單程票則是把這張磁卡在出站口投到回收口,門開出站。如果沒在目的站下車,而是在比該站遠的車站下車,卡上記錄的車票錢數不夠,出站門不開。要拿磁卡補票后才能出站。在出站口投入磁卡的過程,就是磁記錄經過磁頭變成電信號的過程,再用電信號控制站門開關。
有些磁體在溫度升高到某一值時就會失去磁性,比如電飯煲的磁鋼。電熱盤產生的熱量傳遞給鋁鍋,當鋁鍋溫度升高到100 ℃時,水沸騰溫度不再上升。當鍋內水分蒸發(fā)完,鍋的溫度便上升到103 ℃,磁鋼的溫度達到103 ℃時將失去磁性,切斷電源,否則飯會燒焦。溫度降低后磁性恢復。
磁懸浮列車的速度快、能耗低、維修少、污染小,其原理是利用磁性斥力或引力把列車浮在軌道上運行,這個設想于20世紀60年代提出。當列車運行時,由超導體產生電磁斥力;列車停止時,斥力消失,列車由于自重又落在軌道上,所以磁懸浮列車開動和停車時,仍需車輪。
· 磁與人體健康 ·
磁場與人體健康有一定的關系。早在春秋戰(zhàn)國時期,名醫(yī)扁鵲就用“磁石”治病。古代醫(yī)書《格致鏡原》中講到把磁石墊在枕頭里,用此枕而眠,持之以恒,便有保眼健目的效果,這就是磁療?,F代的磁療是以一定強度的恒定磁場(如永磁體片)、旋轉磁場或脈沖交變磁場作用于人體。大量的臨床實踐證明,磁療對于各種關節(jié)炎、腰肌勞損等疼痛性疾病,高血壓、腹瀉、良性腫瘤、靜脈曲張、結石、痛經等疾病有一定療效,而且治療簡便、經濟、安全,很少有副作用。
如果人體長期順著地磁的南北方向可使人體器官細胞有序化,產生生物磁化效應,使生物電得到加強,器官機能得到調整和增進。
地磁場能阻擋宇宙射線和來自太陽的高能帶電粒子,是生物體免遭危害的天然保護傘。如果沒有了這個保護傘,外來的宇宙射線,會將最初出現在地球上的生命幼苗全部殺死,使其根本無法在地球上滋生。
磁在使用和保存時要注意:
(1)不要使磁鐵受到敲擊和劇烈振動;
(2)不要把磁鐵放在火上烘烤;
(3)不要把磁鐵放在強電流附近;
(4)小磁鐵(如磁針)不能與大磁鐵放在一起;
(5)保存條形磁鐵時,必須把相鄰磁鐵的南北極倒置合并在一起,并在兩端各加一片軟鐵;
(6)保存蹄形磁鐵時,也應在兩極上加一片軟鐵使兩極連起來,并把相鄰磁鐵的南北極倒置;
(7)在日常生活中 ,要注意信用卡的存放,防止信用卡被消磁。不要把兩張信用卡的磁條重疊在一起放,信用卡還應該盡量遠離電磁爐等可能產生高頻電磁波的電器,也盡量別和手機、電腦等帶磁物品放在一起。