铜和铝为什么没有磁性,磁铁的磁性是从何而来的?

如题所述

相信很多朋友小时候最早接触的关于科学的器具应该是磁铁,在正式上科学课堂之前,我们就能够在一些家用电器中捣鼓出大大小小的磁铁,并且发现它们能够吸附铁质品。长大之后,通过学习我们明白了磁铁是被磁化才得以形成的,但它一般只对铁质品有吸引力,对铝、锡等金属没有吸引力。那么,磁铁为什么具有吸引力呢?为什么不存在磁铜或者磁铝呢?

在磁铁的磁力还未得到科学解释之前,人们普遍认为磁力是一种无形中的神力,并尝试着将这种力应用到生活中,最有名的应用应该就是最早的指南针了。随着人类科学的不断发展,科学家揭示了磁铁存在吸引力的本质,这种力实际上是一种磁场力。而指南针之所以能够正常工作,是因为地球自身就存在着一个巨大的磁场。磁场是无法用肉眼观察到的,只能够进入微观领域进行研究,才能了解其背后的真相。

学过中学化学的朋友都知道,物质是由无数个基本组成单位构成,这样的基本组成单位通常是原子、分子和离子。其中,原子在金属领域更为常见,其内部由一个原子核和核外电子组成。金属原子的核外电子数量与核内的质子数相等,因此不同元素的金属原子核外存在着不同数量的电子。电子带负电,原子核带正电,两者的关系就像地球与太阳的关系。电子就像地球一样,在自转的同时还围绕着原子核转,而原子核则像太阳,不断地进行自转。

金属原子的磁性就是由电子的自转和公转产生的,但一般情况下电子的运动方向不尽相同,使得相互之间产生的磁性无法指向同一方向,因此一个个电子的磁性无法累积起来。但铁磁类的物质经过磁化之后,原子内的电子排列就会更加整齐,使得磁性的方向统一朝向一个地方,从而使磁性得到了累积。因此,当一块已经磁化的磁铁去吸附另外一块未磁化的磁铁,这块磁铁也会得到磁化。

除了铁金属之外,钴、镍以及铁的氧化体也是铁磁类物质,它们原子内部的电子能够在磁场的作用下排列整齐,从而使每个电子的磁性都指向一个方向叠加起来,最终完成磁化过程。尽管铁磁物质产生的磁力看似无形中的神力,但它依然能够用科学知识进行解释。地球上最早的铁磁类物质是自然界产生的,也就是所谓的铁磁矿,我们的祖先只不过对铁磁矿进行开采加工,从而发现了铁磁现象。

如今,铁磁产品在日常生活中得到广泛应用,例如冰箱的铁磁贴,磁铁继电器等等。但在一些需要吸引力较大的场所,磁铁往往无法胜任。在泰坦尼克号沉没之后,有人建议打造一块与泰坦尼克号同等大小的磁铁去将其从海中吸起来,当时的人可能会觉得这是可行的,如今看来这个观点是多么的滑稽。

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第1个回答  2021-01-05

为什么有磁铁而没磁铜和磁铝,磁铁的磁力从何而来的?

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