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假如有一块磁铁是绝对圆的球体,它还有磁极吗?

2020-09-13 20:02阅读(73)

假如有一块磁铁是绝对圆的球体,它还有磁极吗?:简单说一下,磁铁之所以有铁磁性,是因为材料里面有很多小磁矩(比如原子磁矩),然后这些磁矩平行排列起来,磁矩

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简单说一下,磁铁之所以有铁磁性,是因为材料里面有很多小磁矩(比如原子磁矩),然后这些磁矩平行排列起来,磁矩指向的方向就是N极,反方向为S极。

所以磁极的分布就是由磁矩的排列决定的!

在铁磁材料中,磁矩的排列方向是沿着“有效磁场”,

“有效磁场” = 外磁场 + 内磁场 (材料晶体结构决定) + 退磁场 (磁铁的形状决定)

硬磁材料就是内磁场很大,去掉外磁场后,磁矩还是排列在内磁场的方向上;

软磁材料内磁场很小,撤掉外磁场,磁矩就乱掉(或者由退磁场决定,按照形状排列),磁极消失。

一般磁铁都是硬磁,它的内磁场很大远大于退磁场,形状几乎不起作用了,所以不管磨成什么样,磁矩排列不会变化,磁极不会变化。

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磁铁是有磁性的物体,物体的磁性是从哪里来的呢?

从头说起,1820年丹麦的奥斯特发现了电流的磁场,第一个揭示了电与磁的联系。也极大的激发了科学家们探究电流的磁场的热情,他们将电流通过弯成各种形状的导线,研究电流产生的磁场。

结果,注意到环形电流的磁场与小磁针的磁场类似,从而发现了磁性的来源。

大家知道,物质由原子组成,原子有带正电的原子核和带负电的电子组成,核外电子绕原子核旋转就形成环形电流,因此,一个原子就相当于一个小磁针。也就是说物体是由无数的小磁针组成,如果这些小磁针是杂乱无章的,磁性就互相抵消,不显示磁性,如果这些小磁针的排列是规则的,南北极顺序都趋于一致,在内部由于南北极相对,不显磁性或磁性较弱,在两端分别都是同一磁极,磁性就很强,所以就是磁极。

据此,有磁性的物体,内部小磁针排列的结果,必然出现磁性最强的部分,就要有磁极,与物体形状无关。因此,球形磁铁,哪怕是绝对的球形也有磁极。

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答:当然是有的,形状并不会影响磁铁的极性!实际中也有相对圆的磁体,比如地球,玩具巴克球,都是球形的磁铁。


对于球形的磁铁,一样具有南北两个磁极,只有在磁极处的磁场强度才是最大的。所以像巴克球这样的玩具,被吸引并靠在一起的地方,就是磁极所在。



人工制作的球形磁铁,一般都是在没有磁性的时候制造成圆形,打磨完成后再进行磁化处理,因为带磁性打磨,会带来很多麻烦。



比如我知道的,就有两种办法:

(1)对磁铁加热,超过居里点后失去磁性,就可以打磨成圆形,然后再冷却获得磁性;

(2)对不带磁性的特殊物质,打磨成球形,再用强磁场进行磁化处理;


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同求!这个问题15年前问过高中老师,13年前问过大学老师,都没得到好的答案,也许怪当时没有这么好的平台。现在棱角被磨没了,看到你问的问题好怀念,好感慨。

我当时想问的是:绝对的球体有磁极么?受外部磁影响时,是磁极变化,还是小球的物理位置变化(比如旋转)?

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人类最早从天空中的雷鸣闪电而认识了电现象,磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。一个磁体无论多么小都有两个磁极,可以在水平面内自由转动的磁体,静止时总是一个磁极指向南方,另一个磁极指向北方,指向南的叫做南极(S极),指向北的叫做北极(N极)。之间呈现同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的现象。

物理学家进一步发现,磁石的南北极总是同时存在的,你无法将它们分开。当你将一个天然磁铁“切”开而企图分成两部分时,你得到两个磁铁,它们分别具有南极和北极。也就是说,你总共会得到4个磁极,却无法得到一个单独的磁极(南极或北极),即磁单极子。

科学家奥斯特发现了磁现象和电现象之间的联系。法拉第对电和磁做了大量的实验研究工作之后,经由麦克斯韦天才地用数学公式加以总结归纳,建立起了经典电磁理论的宏伟大厦。然而,麦克斯韦的数学水平虽高,也没有将他的方程写成电和磁完全对称的形式,因为那不符合物质结构的本来面目,这也是物理理论和纯数学的区别。

无论如何,我们物质世界的结构在电和磁方面本质上就是不对称的。19世纪末,约瑟夫·汤姆孙发现电子,20世纪初,物理学家们建造了物质结构的分子原子模型,电荷的存在毋庸置疑,磁单极子却谁也没见过,因而,麦克斯韦方程最好还是写成那个不对称的样子。

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来回答一下这个问题,磁性材料的磁极方向并不是由形状决定的。宏观物质由原子组成的,原子由原子核及核外电子组成,由于电子及组成原子核的质子和中子都具有一定的磁矩,所以宏观物质磁性是构成物质原子磁矩的集体反映。由此可见材料中的磁性大小和磁极方向是有微观磁矩决定的,这些磁矩有规则的排列起,磁矩指向的方向是N极,与磁矩相反的方向则为N极。

在磁性材料中,磁矩有序排列的方向是与有效磁场的方向息息相关的,而有效磁场的方向和大小则是由内磁场,外磁场和退磁场共同决定的。我们通常所说的磁铁指代的都是永磁材料(磁性材料按照矫顽力可以分为软磁材料,半硬磁材料,硬/永磁材料),而永磁材料之所得到广泛的应用就是因为其内磁场很大,当撤去外磁场后,微观磁矩的排列方向仍可保持很长的时间不改变。所以理论上来说,在你只改变材料外部形状的时候,并不会使磁极方向发生改变,所以绝对圆的球体磁铁也是具有磁极的。

但是,实际操作上,磁场材料打磨成球时往往伴随着摩擦生热过程,当温度过高超过了该磁性材料的居里温度时,部分微观磁矩将混乱排列的情况,如果长时间处于这种温度下则会导致永磁性消失,这就是为什么永磁材料也是消耗品了。例如现在永磁材料的世界性难题就是如何产业化耐高温耐腐蚀的NdFeB基磁性材料,一般来科学家们会在该永磁材料中增加其他微量元素来增加材料的居里温度和耐腐蚀性。

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有。首先得说一下,磁铁有多少个极或者磁极在哪里和形状无关

磁体上磁性最强的部分叫磁极。一个磁体无论任何形状都有两个磁极,一个磁极叫北极(N),一个磁极叫南极(S)

我们平时购买的磁铁,磁极取决于磁体充磁以后。在外磁场的作用下,磁铁会产生磁性,也就是说,其实磁铁原本就是一种特殊的合金,只不过他可以获得磁性的一种能力。以铝镍钴磁钢的生产过程为例,它是粉沫冶金方式做成的,铝、镍、钴、铜、钛、铁以一定比例用干粉压机成型,然后在真空烧结炉中高温烧结,这样就成了铝镍钴合金,再通过热处理改变内部晶粒的取向和排列。

这里要说一下,铝镍钴合金分为各向异性和各向同性,各向异性在热处理时需要加外磁场,这样在外磁场方向的方向会产生更加强的磁性效果,而同性材料,每一个方向的磁特性是几乎一致的。而N级和S极是充磁的时候的外磁场决定的。

由于磁铁的磁场分布与磁铁的形状无关,与充磁铁方向及充磁极数有关,可以人为充成两个极,也可以充成多个极,但不论怎么充,磁体的两个极都是以中间平面对分布的,整个磁体呈现的磁极是各个分磁极的矢量和。

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磁极总是成对出现,磁单极子一直在传说,从未露过面。

按照磁场理论,只要是有实体体积的磁性物质,都可以分出南北磁极。即使是体积极小的铁质粉末,仍然存在磁性的基本单元磁畴,只是未经磁场磁化的磁畴的磁场方向分散杂乱,对外显示无磁性,但一旦有磁场进行磁化,磁畴的方向顺应外磁场的方向进行旋转,最终方向一致,对外显示磁极,剩磁较强的钢或镍合金或稀土合金则会保持较长时间的磁极方向。

磁场的来源现代物理倾向于电子的自旋所具有的内禀属性磁矩,也可理解为动电场生磁。

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我来解释吧,先说明磁极和形状没有关系。首先拿一个条形磁铁,在从条形磁铁中间位置车个珠子出来,珠子的磁极和和条形磁铁磁极一致。题外话磁场来源于运动的电场,这也是找不到磁单极的原因,因为运动的电场只能产生封闭的磁环,磁环相当于一个首尾相连的线圈,从磁环任意处测量都相当于把一个圆圈截断,一个圆圈截断肯定会有两个头,这两个头就是磁场的n.s极。为什么有电流的导线就能产生磁场呢,电流的本质是电子的定向移动,而每一个电子都是有电场的,电流就是n多的小电场在快速移动所以产生磁场。磁场电场本质是一个东西,他们只是因为速度不同对外界表现不同。不要问我怎么知道的,我只是来自不一样的文明

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此题可运用用微积分思想来解决,假定使用纳米极的磁条搭建一个绝对圆球体,磁条一端指向球心,在球心汇聚,另一端指向球面,组成球体的球面,这样一个用纳米极磁条搭建的磁球体就形成了,那么磁极一目了然,磁极的一端在球心,另一端在球面。

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