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如果把磁铁磨成球,其磁极情况应该是怎样的?
发布日期: 2022-07-12
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单纯看问题「如果磁铁磨成球,磁极应该是什么?」,其实很难用短篇幅完全回答。因为可能的物理情况太多太复杂, @dahai wei 在一定程度上,给出了严谨详细的答案。假如看问题说明中的两个子问题,首先我想问提问者,「磁环」是什么意思,「弧圈」又是什么意思?要真正深入探讨这个问题,首先要明确概念的定义。使用这两个词可能意味着你的数学和物理基础很差,你没有系统地学习过电磁学。如果是,没关系,你提出的问题还是成立的。这并不影响我回答这个问题,至少我希望指出,如果你真的想理解答案背后的逻辑,系统学习的方向是什么。磁性材料的整体磁性由内部磁矩的排列决定(详见 @dahai wei 答案,不再重复)。在第二个小问题上,提问者提到地球是条形磁铁,这是正确的。日常生活中能接触到的磁铁大多可以看作是条形磁铁,内部磁矩排列规则平行(包括马蹄形磁铁,局部磁矩排列平行)。下面暂不讨论螺线排列等复杂形式。如果能理解平行排列的磁矩,无论磁铁的物理性质如何,都不会太难理解。磁铁的主要属性可以通过观察磁场线的分布来理解。如果手头有铁砂,将铁砂均匀撒在纸上,中间放任何磁铁,振动纸,铁砂的排列可以大致勾勒出磁线,得到以下结果[1]:球形磁铁,其他简单的异形磁铁,磁场线的形状相似。条形[2]:环形[3]:球形[4]:马蹄形[6]:异形[6]:现在可以具体回答原来的两个问题。我猜测「磁环」和「弧圈」指球形磁铁形成磁场的赤道表面。磁体截面上的磁极在物理上通常没有这种表达。但可以说是通过这个截面的磁感线方向。对于平行排列磁矩的球形磁体,磁感线的方向垂直于赤道表面的截面,在球形内外方向相反,内部由 S 极指向 N 极,外部由 N 极指向 S 极。地球形成的磁线形状如下图所示[6],高度与标准条形磁体相似。注意区分地球的物理磁极方向和地轴方向:至于其他形状形成的球形磁铁,这里不能给出一个简短的答案。由于磁铁本身的材料(软磁/硬磁)用于抛光其工具的材料(磁/非磁),抛光的方式和方向会影响最终的磁场分布。抛光过程通常会在一定程度上改变内部磁矩的方向,并可能导致磁体失去磁性(磁矩排列不规则)。如果抛光后磁矩方向不变,磁感线仍符合上图中的分布。如果用磁性物体保持方向顺序(不能前后交替)抛光,也可以改变原磁体的磁矩方向,形成新的平行排列。最后,我不得不提到,当我还是个孩子的时候,我也很好奇把玩具磁铁切成小块,磨成不同的形状。事实证明,如果一般磁铁在石板上抛光,由于摩擦和振动引起的分子热运动,磁铁内部的磁矩将失去原有的定期排序,成为一个无用的废铁疙瘩。对于少年的我,这是多么痛的领悟!图片来源:1. http://dornsife.usc.edu/labs/lecture-support-lab/ ** gnetic-field/2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/ ** gnetic/ele ** g.html3. http://en. ** .org/wiki/Magnetic_field4. http:// ** .quora.com/Magnets/Do-spherical- ** gnets-attract-each-other-or-repel5. http:// ** .gris.uni-tuebingen.de/people/staff/spabst/ ** gnets/Magnets_in_Motion.html6. http:// ** .tutorvista.com/content/physics/physics-i/ ** gneti ** /earth- ** gnet.php
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