第2節 磁
能夠吸引鐵屑或鐵塊的物體叫做磁鐵,磁鐵分天然磁鐵和人造磁鐵兩種。天然磁鐵是一種具有磁性的礦石,因其磁性較弱而在實用中已無多少用處。現在使用的磁鐵均是磁力強大各式各樣的人造磁鐵。
人造磁鐵又分為永久磁鐵和暫時磁鐵兩種。永久磁鐵是經磁化後能長期保留磁性的磁鐵,一般多製成條形和馬蹄形。暫時磁鐵隻有在被磁化時才具有磁性,而磁化停止後則磁性跟著消失。通常我們所說的磁鐵,多指的是永久磁鐵。
一、磁鐵的性質
磁鐵均有以下兩點特性。
1.北極和南極
將一根條形或馬蹄形磁鐵移近一堆鐵屑,它就會吸引很多鐵屑。這時我們會發現,被吸引的鐵屑大多集中在磁鐵的
兩端,中段很少或完全沒有。該現象說明磁鐵的兩端對鐵屑的吸力最大,我們將這兩端稱為磁極。
當用細線將條形磁鐵懸在空中,使它能在水平位置自由地轉動,這時我們可以看到,磁鐵轉到一定的方向就會停止下來,磁鐵的兩極會有一極指南,而另一極則指北。我們把指南的一極稱做磁鐵的南極,指北的一極稱做磁鐵的北極。指南針就是小型的永久磁鐵。
2.同性相斥、異性相吸
如果我們在磁鐵指北的一極上寫一個北字,指南的一極上寫一個南字。然後將另一根條形磁鐵的北極移近上述懸空磁鐵的北極,就可看到這兩個北極互相推斥,使懸空磁鐵旋轉避開。
要是將另一根磁鐵的南極移近懸空磁鐵的南極,就可見到兩個南極也互相推斥。但如果是一輯磁鐵的南極和另一根磁鐵的北極則互相吸引。這就是磁鐵同性相斥、異性相吸原理。
二、磁場與磁力線
如果在條形磁鐵上放一塊玻璃或紙板,再在玻璃或紙板上撒一些鐵屑,這時我們看到,鐵屑因磁鐵吸力的影響而排成的線條狀。顯然,鐵屑並沒有和磁鐵接觸,但是在磁鐵周圍的一定範圍內,鐵屑仍受到磁鐵磁性的影響。受磁鐵影響的範圍叫做磁鐵的磁場,鐵屑排成的線條則叫做磁力線。
要是將一些指南針放在一磁鐵的磁場內,我們就可以根據指南針的方向來確定磁場或磁力線的方向。根據指南針所指的方向,我們規定磁力線的方向是由磁鐵的北極出發,然後回到南極。
磁力線由磁鐵的北極出發,而後回到本身的南極,或進入鄰近磁鐵的南極。
在磁鐵的內部,磁力線是由南極到北極的。
磁力線具有縮短長度的傾向,這就是異性相吸的原因。
磁力線具有互相向側麵排斥的傾向,這就是同性相斥的原因。
三、磁通與磁感應
兩極間通過許多磁力線的情況。通過某垂直麵積的磁力線數叫做磁通,用希臘字母少來表示。磁通以韋伯為單位。
磁感應量(也叫磁感應強度)或磁通密度。它表示單位麵積(與磁力線方向垂直)的磁通量的大小。我們常用每平方米的磁通來說明磁感應的大小,其單位叫做特拉斯。