單元拾壹:磁 

一、磁性及磁鐵

()磁性與磁鐵的定義:

1.磁性:具有能夠吸引磁性物質的性質,稱為磁性。

2.磁性物質:能夠被磁鐵吸引;且經過磁化後可以成為磁鐵的物質,稱為:磁性物質,包括:鐵、鈷、鎳、氧化鐵粉及其合金等物質。

3.磁鐵:凡具有磁性的物質皆可稱為磁鐵,但磁鐵不一定是鐵金屬製成。

4.只有磁鐵才具有磁性,磁性物質不一定具有磁性

5.不能被磁鐵吸引的物質有:非金屬大部份的金屬鐵、鈷、鎳等除外)。

6.人類自古即有使用天然磁石來指示方向的記載,中國三大發明之一即為「指南針」,至今仍為航空及航海的重要儀器。

()磁性的成因:

1.磁鐵具有磁性,但磁性形成的原因是什麼?科學界確實有許多理論,但較為大家採信的是磁鐵原子的理論。(如圖一所示)

2.只有少數物質含有磁鐵原子,這些物質稱為磁性物質,因為有了這些磁鐵原子,磁性物質才能具有磁性,或者可以被磁化成磁鐵。

3.當磁鐵原子排列整齊的時候;才能表現出磁性而成為磁鐵,若磁鐵原子呈現紊亂無序的排列,則無法表現出磁性,此時只能稱為:磁性物質。

 

二、磁極與磁性

()何謂磁極?

1.磁鐵的磁極:當一塊自由旋轉的磁鐵靜止時,因受地球磁場的影響,會指向南北方向,指向地球北方的一端稱為N極,指向地球南方的一端稱為S極

2.折斷的磁鐵會由斷處產生新的磁極,且每一小塊磁鐵皆有N、S兩個磁極。(如圖二所示)

3.NS磁極必同時存在一塊磁鐵上,無法單獨存在,此特點與靜電荷不同。正、負電荷可以單獨存在

4.一塊磁鐵的兩極磁性最強,磁鐵的中央則是磁性最弱的部分。

5.兩塊磁鐵的同名極相對時會相互排斥;異名極相對時則會相互吸引。

6.磁化:靠近磁鐵的磁性物質會受磁場感應而產生磁性,並於磁性物質的兩端產生NS兩極,此種現象稱為磁化。

7.取一根鐵釘吸附在一塊磁鐵上(如圖三):則釘鐵與磁鐵相接的一端會磁化成N極,距離磁鐵較遠的一端則磁化成S極,此時小鐵釘會因磁化而變成另一根磁鐵。

()保持磁性的方法:

1.數個磁鐵共同放置時,以異名極相對排列較能使磁性保持永久。(如圖四)

2.吸附一鐵片的保存方法,此法效果更佳:(如圖五)

3.要使磁鐵的磁性保存長久的方法有下列幾項原則:

(1)避免存放於高溫的環境中,最好能保存於低溫環境中。因為磁性物質內的磁鐵原子在高溫下會劇烈震動,易導致原子排列紊亂而失去磁性。

(2)避免磁鐵撞擊頻繁或劇烈震動,因為磁鐵原子在劇烈震動或碰撞時,易導致原子排列次序紊亂而失去磁性。

(3)避免將磁鐵置於變壓器、喇叭或高壓電的附近。變壓器、喇叭…等,運用電流磁效應的電器在使用時會產生磁場,並擾亂磁鐵內的原子排列,容易導致磁鐵失去磁性。

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