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把人放进强磁场中会怎样?科学家用青蛙做实验,得到一只反重力蛙

 昵称UZWbF 2023-08-18 发布于海南

随着载人航天技术的发展,我们越来越多地能看到宇航员进入太空的工程,也能借助传回地面的图像看到他们在太空中真实的生活状态。

对于大多数没有体验过失重的人来说,宇航员漂浮在空中的景象让我们感到非常新奇,但是你知道吗?

除了太空环境,还有一种情况也能让生物体实现失重,那就是强磁场环境。

三种磁性

磁场我们大家都知道,是一种磁力作用所形成的无形的场域,虽然没有实体,不具备一般物质所具有的特性,但是它是实实在在存在的。

能够形成磁场一般都需要有磁性的物体之间形成某种相互作用,具体来说,是我们看不见的电荷在空间中进行运动。

这种电荷运动会普遍出现在各种各样的物质上,不管是我们身边随处可见的用品还是遥远宇宙当中的星际物质,或者是各种微小的粒子,都会因为这种运动而具备磁性。

不过磁性本身也会有不同,按照它们各自的特点可以分为这样几种,比如抗磁性、顺磁性、铁磁性等,当然再细分还会有反铁磁性和亚铁磁性这样的说法,我们主要介绍前面的三种。

首先来看第一种抗磁性,它最主要的特征就是磁化强度为负数,如果要和真空环境进行比较的话,抗磁性的材料的磁感应强度甚至要更小,具体表现就是,当这种材料于其它具有磁场的材料靠近的时候,二者之间会出现相互排斥的现象。

听起来很像磁铁的同极相斥,但是二者还是有区别的。磁铁的同极之间虽然无法接近,但是磁铁本身的磁性还是很强的,能够对别的物质形成吸引。

但是抗磁性材料一般表现为磁中性,这是因为它的原子外层只有偶数数量的电子,彼此之间相对抵消了磁矩,因此也就无法形成磁感应。

抗磁性材料其实在我们的日常生活中其实很常见,比如我们每天都会使用到的水和各种有机物以及木制品等等。

第二种顺磁性,具备这种磁性的材料的原子外层有一个电子,所以就有机会表现出一定的磁性,但是它也处在非常不稳定的状态。

一旦与其它的电子相遇,就很容易受到影响,磁矩也会因此被削弱甚至直接抵消,因此它有时候也会出现抗磁性,但总体来说磁性还是更强一些。

最后一种铁磁性,顾名思义就是铁制品一类的材料基本上具有这个特性。

它们的磁性相对前两种要强得多,即使外部空间的磁场很弱,它们自身的磁化强度也可以保持在很高的水平。

不过这种磁性的大小也会受到一些其它因素的影响,比如温度,如果环境温度超过了某一个界限,铁磁性材料中的电子运动就会受到影响,从而导致磁力强度被削弱甚至完全消失。

从这些磁性介绍来看,似乎只能让我们身边出现非常细微的一些磁力现象,要想让生物体实现失重,似乎还有一定的距离。

不过科学结论都是从实验而不是假想当中获得的,我们就来看看这位名叫安德烈海姆的俄罗斯研究者是如何设计他的实验的。

反重力蛙

安德烈海姆是荷兰一所学校的教授,一次偶然的机会让他观察到磁悬浮技术的应用过程,这让他想起了前人关于磁铁应用的观点,即想要实现完全稳定且平衡的悬浮状态,只靠永磁铁本身是无法实现的。

安德烈海姆认为这种观点也许是存在问题的,于是他开始了自己的实验设计,首先就是准备好实验环境,将一块永磁铁放入到某个特定结构的设备中,使之构成强磁场空间,那么用什么来测定悬浮能力呢?

安德烈海姆最后选择了水,因为它属于抗磁性物质,状态最不稳定也最容易失去平衡,而且这样的实验之前也做过,只是因为一些因素的影响没有成功。

就这样,一滴水被滴入了这个磁场空间,并且成功实现了极佳的悬浮效果。

但是还不够,还有什么东西能够比水更加不稳定、不容易保持平衡呢?

安德烈海姆看到了实验室中的活体青蛙。针对这只青蛙的体重,他重新调整了实验环境,把青蛙放进了一个螺线管当中,最后实现的磁场强度是16T,这个数字是一般磁铁材料的16万倍。

最终,青蛙顺利在螺线管中实现了悬浮,成为了名副其实的反重力蛙。

结语

有了反重力蛙的先例,我们自然会联想到反重力人。

但是要想实现人的悬浮,所需要的磁场强度是非常高的,且不论各种装备的重量,光是人的体重就是青蛙的几百倍,今天的技术还无法制造出这个量级的磁场,只有期待未来的科学进步了。

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