為什麼磁鐵能夠吸引鐵鈷鎳等金屬,而不能吸引其他物質

時間 2021-08-11 16:03:34

1樓:艾伯史密斯

能被磁鐵吸引的金屬除了鐵之外,還有鈷、鎳、釓[gá]等等,這些都屬於鐵磁性物質,在鐵磁性物質內部存在很多未配對的電子,由於量子力學效應產生許多磁疇,當外界施加磁場時就會被磁化,從而受磁鐵吸引。

磁力

鐵塊能被磁鐵吸引對大家來說並不陌生,但是其中的原理卻非常深奧,有些關鍵甚至需要量子力學才能得到合理解釋。

四種基本力當中,只有電磁力和萬有引力的作用範圍無限遠,而且電磁力的強度是萬有引力的10^37倍,比如把一千克氫氣當中的質子和電子完全分開在相距0.3米的地方,它們之間的庫侖力將和地球對月球的萬有引力相當。

電磁力又可以分解為「庫侖力」和「磁力」,從本質上說,磁力是運動電荷產生的庫侖力,雖然在兩者在數學描述上大不相同,但是本質還是同源的。

電子磁矩

組成常規物質的基本單位是原子,原子由核外電子與原子核組成,其中核外電子以量子力學的規律繞著原子核運動,並且具有固定軌道,這種運動將對外產生磁矩,稱之為電子磁矩:

同時原子核的自旋也會產生磁矩,但是相對於電子磁矩來說大小可以忽略;如果一個原子的核外電子分佈非常均勻,那麼所有電子在各個方向上產生的磁矩相互抵消,最終對外不表現磁矩或者只表現微弱的磁矩。

這種情況存在於元素週期表的兩側,所以這些原子組成的物質,基本都沒有什麼磁性;而對於元素週期表中間的原子,由於最外層電子的分佈不完整,於是淨磁矩不為零,這些原子對外顯現磁性。

磁疇

我們也知道,並不是所有元素週期表中間的元素組成的物質都具有磁性,比如銅和鉻就沒有,即便它們的單個原子具有很強的磁矩。

這是因為單個原子具有磁矩還不行,巨集觀物體由許許多多的原子組成,這些原子會隨機地排列,最終導致的結果就是各個方向上的磁矩抵消,最終對外不顯磁性或者磁性非常弱。

可就是存在幾個特殊的例子,它們的相鄰原子相互影響,從而形成特殊的晶體結構,每個晶體的大小在微米尺度,擁有10^17~10^20個原子,我們稱之為磁疇。

每個磁疇中的原子具有高度一致性,對外顯現較強的磁性,猶如微小的「磁鐵」,在外界沒有磁場時,各個磁疇的磁場方向隨機,整體對外不顯磁性或者顯現微弱磁性。

可一旦施加外部磁場,這些磁疇就如軍隊聽到命令一般,在外界磁場的作用下高度一致起來,然後整體對外表現磁性,從而被磁鐵吸引。

如果外界磁場較強,在撤去外界磁場後,有些磁疇無法恢復原來的方向,於是磁鐵對外還保持一定磁性,成為一塊永久磁鐵,也就是我們說的被磁化了。

具有這樣性質的物質並不多,其中鐵、鈷、鎳是最常見的,還有稀土元素釓等等,這些物質我們統稱為鐵磁性物質,它們都能被磁鐵吸引。

除了鐵磁性物質外,就是順磁性物質和抗磁性物質,但是它們對磁場的反應非常弱;如果我們對導體通電,也能讓導體成為一塊電磁鐵,這是因為運動的電荷能產生磁場。

居里點

明白了磁鐵的機制,我們就能解釋在高溫下,鐵磁性物質發生變化的原理,因為溫度的本質是微觀粒子的無規則運動。

當溫度升高時,原子的熱運動加強,一旦熱運動的動能大於維持磁矩方向的能量時,鐵磁性物質就會大幅度失去磁性,這樣的轉變溫度我們稱之為居里點,不同物質的居里點不同,比如鐵的居里點為770℃,實現電飯鍋自動斷電的合金,居里點為103~105℃。

2樓:陽光的

因為鐵鈷鎳等物質具有磁性,兩種物質結婚之後電子會重新排列,所以這樣

3樓:曉月山河

因為只有鐵元素對磁感線產生相互吸引的作用,這是由於內部結構導致的

4樓:我愛你中國

因為這些金屬物質裡面含有大量未配對的電子,由於量子力學的原因,會受到磁鐵的吸引。

為什麼鐵能被磁鐵吸引,而其他大部分金屬卻不能?

5樓:我超愛懶洋洋

簡單來說,磁力就是電磁力,這是物質的基本自然力。一般來說,物質在正常情況下是不會呈現磁性,但是鐵的磁性特別強。

化學反應中不可再分的基本微粒被稱作為原子,但是原子在物理狀態中是可以分離的。對於一個原子來說,它的中心是由質子以及中子所組成的原子核,外圍就是圍繞著核心做運動的電子。行星是會在準確的軌道上圍繞著恆星進行運動,這些電子不同於行星那樣,它們的位置是隨機變化的,我們只能夠推測出電子出現在某個位置的概率,不能準確獲知它的位置。

根據量子力學的理論,電子本身的旋轉和電子在軌道上的隨機性運動都會產生一樣的後果——偶極子磁矩的誕生,磁場就在這個過程中形成了。與此同時,原子核的自身旋轉也能夠形成一個磁場,只不過它的磁性遠遠弱於電子磁矩所產生的磁性。又因為原子中的各個磁矩會進行疊加或者抵消,這一系列的運動會產生出一個總磁矩,也就是原子磁矩。

在磁鐵作用下,鐵元素的金屬的原子磁矩排列會變得高度有順序,在它們互相疊加後產生一個淨磁矩,磁場應運而生,這些含有鐵元素的金屬就因此被磁化。所以,鐵等金屬與磁鐵之間會有強大的電磁力聯絡作用,這就是我們說的磁力,表現為含鐵元素等的金屬會被磁鐵吸引。然而其他金屬的原子磁矩在磁鐵的作用下往往沒有任何變化,所以磁鐵就無法吸引它們。

6樓:匿名使用者

鐵能被磁鐵吸引而大部分金屬卻不能。磁鐵磁鐵只能吸引鐵!本來不能吸引金屬!不被磁鐵吸住了,就不是鐵。

7樓:匿名使用者

磁鐵或者磁場的作用下,一些金屬的原子磁矩排列會變得高低有序,從而形成一個磁場,這些金屬就會被磁化。這些金屬與磁鐵之間會有強大的電磁力作用,會被磁鐵吸引。而另外一些金屬的原子磁矩不會在磁鐵的作用下變得高低有序,所以它們無法產生足夠強的磁場來被磁鐵吸引。

8樓:匿名使用者

因為鐵自身帶有磁效能,被磁鐵吸引,其他的大部分金屬磁性比較弱,看不出來為磁鐵吸引,這是由磁鐵內部的化學構造來,來造成的甜味的化學分子的結構不一樣,對磁鐵吸引能力也不一樣

9樓:匿名使用者

因為鐵具有鐵磁性,能夠在磁場中磁化,而多數金屬沒有鐵磁性。

10樓:匿名使用者

鐵內部的分子環形電流在外磁的作用下取向變得一致化,是鐵也顯出磁性(次稱為磁化)。經過磁化的鐵可以近似的看出磁極方向受外場影響的新磁體,所以被吸引。

這樣解釋還是有些粗糙,根據你自己的程度,再從上面拉幾個關鍵字,去找些看得懂的資料吧

對補充:一般的順磁材料,其係數也非常接近於1,一般是1.001-1.

01比較多,而鐵有幾十。也就是說其他材料磁化過於弱而體現不出明顯地「吸引」這種力學效應。至於為什麼鐵如此地不同,這是有一套理論的,專門從鐵的晶體結構作分析,非常複雜,專門講這個的書也有,這裡就沒法詳細說了。

11樓:淡淡的傷感摩羯

磁鐵可以吸引鐵、鈷、鎳等物質。

物質大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地自轉,並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。

但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性。

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同,它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。

磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵「粘」在一起了。我們就說磁鐵有磁性了。

12樓:匿名使用者

因為鐵受到了磁鐵,也是外部磁場的干擾,使其能夠整齊地排列起來,磁鐵就會把鐵吸引上來,因為鐵和磁鐵是同類,同類是相吸異類是排斥的,所以不能把其她異類金屬吸上來!

13樓:趙連生藝程

因為鐵有一點元素。所以自己也對他有吸引力。

14樓:龍的故紅

因為磁鐵有吸力,鐵和鐵相吸,金子,銅就不相吸,沒吸力。

15樓:1雲歌飛揚

磁鐵都叫鐵了,不吸鐵吸什麼,主要原因還是和鐵中所含礦物質相關,世界萬物,相生相剋,相吸相斥,自有其緣法,遵循一定的客觀規律。

16樓:匿名使用者

因為磁鐵有吸引力,同性相吸啊,異性排斥,而銅和金無法有吸引力

17樓:勇不言敗

因為磁鐵有吸引力,異性相吸同性排斥就是這個道理,比銅和金就是不能

18樓:匿名使用者

因為那個叫吸鐵石,所以只吸鐵

19樓:蓉我拜拜

這就是大自然的奇妙之處了,鐵的磁力在所有的金屬之中出類拔萃,就像只有出類拔萃的男人才能吸引到自己喜歡的異性一樣

20樓:杚亽

首先,顧名思義磁鐵磁鐵,就是針對鐵來說是有磁性的,除了鐵以外,還有鈷和鎳可以被磁鐵吸引,但是鐵作為一種生活中常見的金屬物質,自然大家都以為磁鐵只能吸引鐵了

21樓:妞妞寶貝

因為磁鐵?有鐵,鐵也有鐵

22樓:成功唱唱歌射手

因為鐵和其他物質不同,有兩個不同極的原磁體,當接近磁鐵時,與磁鐵極性不同的一側靠近,就會產生吸引力,其他金屬是沒有原磁體的。

23樓:嘻嘻佳佳呀

磁力的產生是物體之間的相互作用,鐵離子能夠更好的分離出來,在物體相互作用中更容易怎樣也更容易結合,物質活性相當於其他的金屬來說較高。

24樓:某誰某

鐵能被磁鐵吸引,而很多金屬不能是因為鐵中含有的鐵元素多於其他的金屬。在磁鐵的引力作用下,鐵元素能有序排列並被磁鐵的磁力吸引,其餘金屬內雖然含有鐵元素,但其含有的少量鐵元素不足以行程佇列被吸引。

25樓:ann菊菊

這麼說吧,磁力是電磁力,這是四大基本自然力之一。磁力的產生需要從原子尺度上進行解釋。

對於一個原子,其中心是由質子和中子組成的原子核(氕核只有質子),外圍則是繞核運動的電子。但不像行星那樣會在確切的軌道上環繞恆星運動,電子出現的位置是隨機的,只能知道電子出現在某個位置的概率。根據量子力學,電子的自旋以及電子在軌道上的運動都會產生一個偶極子磁矩,這樣就會形成磁場。

同樣地,自旋的原子核也會形成磁場,只是這遠弱於電子磁矩所產生的磁場。原子中的各種磁矩會有疊加和抵消,從而表現出一個總磁矩——原子磁矩。

在磁鐵或者磁場的作用下,鐵、鎳、釓等金屬的原子磁矩排列會變得高度有序,這會互相疊加產生一個淨磁矩,從而形成一個磁場,這些金屬就會被磁化。因此,鐵、鎳、釓等金屬與磁鐵之間會有強大的電磁力作用,這就是磁力,導致鐵、鎳、釓等金屬會被磁鐵吸引。而諸如銅、鋁等其他金屬的原子磁矩不會在磁鐵的作用下變得高度有序,所以它們無法產生足夠強的磁場來被磁鐵吸引。

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