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为什么只有铁存在被吸引的现象,其它元素就没有?

 止观观止 2019-10-19

看到这个问题,科学的祖师爷牛顿肯定坐不住了,同学!你初中有没有好好念物理?万有引力定律听过了没有?——什么叫万有?什么叫引力?什么叫定律?——只要你质量足够大,管你距离有多远,万物都将互相吸引!

管你什么元素。

电磁同源的麦克斯韦

同学们,我们把两个鸡蛋靠近放在一起,它们会自动吸引靠近而不分开吗?——不会。

当你换上两块磁铁,你就可以化身刘谦,见证奇迹的时刻!它们将会自动靠近并吸引到一起。——我知道,鸡蛋的实验牛顿并不管用,这一块归麦克斯韦接管。

麦克斯韦同学,全名是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。他是英国物理学家以及数学家,同时也是经典电动力学的创始人,他以一人之力,把电和磁一举拿下。

简单的说,没有麦克斯韦,就没有电磁学,也就没有现代电工学,当然更然不太可能有现代文明。谈论电和磁,我们得先致敬麦克斯韦。

电磁效应

麦克斯韦告诉我们,磁和电的本质上是同一回事。电和磁之间,它们能够相互转换。实际上,磁场本质上是由电场转化来的。

所以,这位同学,我又将反驳你啦,世界上可不止是铁存在被吸引现象啊,凡是能导电的金属,插上电源,让其导电,就可以拥有磁性。不信,你在旁边放个指南针试试,指针必然将开始摇摆!

如果磁性不够强,只需加大电流!

我知道这位同学还是不服气,我们马上就说说天然永磁体——磁铁这回事。

元素周期表可以这么用

自然界当然不止铁拥有天然的永磁性。我们快速区分辨别的方法,就是拿出一张元素周期表。

元素周期表主族元素和过渡元素区的边缘附近,有全满(或几乎全满)的外电子层的原子,例如非金属元素、金、银、铜等等,它们几乎没什么磁性。

各分区中部位置的原子有半满的外层电子层,这些区域内的元素,比如镍、钴、铁、锰、铬等等。它们有可能存在磁性。

但元素的电子层结构并不是物质拥有磁性的充分必要条件。它们还需要具备特定的原子组合结构——所有原子顺顺当当的,按照其磁场方向,同方向的排成一列——表现出物质层面的磁性。

因此符合以上条件的天然磁性幸运儿,只有镍、钴、铁等聊聊几种而已。

结语

所以,我们总结一下,物质具备天然的磁性并不简单。

它必须有统一的磁域(半满外电子层结构),而每个磁域由无数个磁性原子组成,磁性原子需要排成整齐的一列。

因此,只有镍、钴、铁等聊聊几种金属和它们的化合物而已。

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