03.06 把磁鐵做成球狀,有n極s極嗎?

XueRiver


答案是肯定的,圓形磁鐵也會有N極S極之分。



根據安培分子電流假說,磁體內部每個原子都可等效為一個小磁體,如果把磁體分子重新排布,使磁體形狀變為圓形,但在磁體內部,每個等效磁鐵的N極S極總會相同,所以圓形磁體的磁極會分佈在某一直徑的兩端,最直接的例子就是我們的家園——地球,地磁的N極S極分別位於地理的南極北極附近。



俗話說,實驗檢驗真理,如果你不確定的話,可以進行實驗判斷。

首先準備一個已知N極S極的條形磁鐵,然後再準備一個球形磁鐵,根據同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,相信你可以判斷出球形磁體是否存在磁極並且分辨出N極S極。



大家好,我是老朱,如果你有不同意見,歡迎評論。


老朱物理課堂


磁鐵很多人小時候都接觸過,對於磁鐵的極性也都比較瞭解,比如條形磁鐵的磁極就在兩端,馬蹄形磁鐵的磁極也是在兩端,但是,如果磁鐵是一個球形呢?兩個磁極會在哪裡?是一個在球心,一個在表面?還是沒有固定的磁極?或者說因為球面上可以找出無數個相對的任意兩點而有無數個磁極?實際情況就是,球形磁鐵和條形磁鐵一樣,擁有兩個固定的磁極,不然像巴克球這種磁力小球就沒法玩了。

事實上,自然界中那些球形磁鐵的磁極通常都是在某一方向的直徑的兩端,比如我們地球的N極與S極。當然也可能存在著稍微的偏差,但基本不會相差太多。至於人造的球形磁鐵,實際上是用一個方塊形的磁鐵打磨成球形的。方形磁鐵製作出來以後開始充磁,充磁的一面是一極,對立面就是相反的一極,最後磨成球形其S極與N極也就不變了。所以說,球形磁鐵的磁極只是與其製造過程時開始的磁化方向有關,磁化方向確定後,磁極就在該方向球體直徑的兩端了。

其實關於球形磁鐵的磁極方向我們可以通過一個思想實驗來驗證一下。你將一塊條形磁鐵用一條從N指向S的直線左右對稱的分開,然後在左邊削下一小塊,同時在右邊對稱的地方也削下同樣大小的一塊,那麼剩餘的那一大塊磁鐵的N和S極還是保持著原始的朝向。不斷重複這個削磁鐵的動作,直到把這塊條形磁鐵削成球形,這時,這塊球形磁鐵必然還保留著原條形磁鐵的N極和S極的原始朝向。這就是說,球形磁鐵的磁極應該和地球的磁場一樣,在效果上,等同於一個長條磁鐵。磁力線從N極發出,在外部空間形成一個弧線,指向S極。而在磁鐵內部,磁力線則是從S極指向N極。


可能還會有人提出,如果這個磁性的球是空心的呢?道理是一樣的,空心磁球外部磁場和實心球一樣,磁極也是分佈在對立的兩極。在內部空間,當然也是一個兩極對立的磁場。

所以說,對於磁鐵這類硬磁材料的永磁體,其磁極分佈主要和磁化歷史有關。就是在最初的磁化過程中,外磁場加在哪個方向,N極就在那個方向。什麼形狀是無所謂的,不管球形,環形還是三角形什麼的都沒有本質的區別。


清明的星空


只要是磁鐵就有N極和S極兩個磁極,不論你把它做成條形還是蹄形亦或是球形。地球就是一個巨大的球形磁鐵,它有有N極和S極。一塊條形磁鐵被摔成兩半,任意一半上也會存在N極和S極。

狄拉克曾在理論上預言存在磁單極子,也就是隻有一個磁極的磁鐵。從理論問世到現在已經將近100年,磁單極子仍未被發現。如果有一天誰真正發現了磁單極子,可以肯定的是諾貝爾獎很快就會發給他。

有人在尋找磁單極子,也有人想設計出只有一個磁極的磁鐵。曾經有人給出過這樣一個方案:製造一個球形磁鐵,讓球心處為S極(或N極),球表面為N極(或S極),這樣球的表面只有一種磁極,對外表現就好像是隻有一個磁極的磁鐵。

這個方案完全可以實施,找一個鋼球,劈成一個個的由球心延伸出來的細小錐體,將錐尖磁化為S極,錐底磁化為N極,然後再將錐體組合成球。只可惜這樣做出來的磁鐵對外並不顯磁性。

用很簡單的理論分析就可以知道這個“單磁極”的磁鐵並不顯磁性。磁場的高斯定理顯示,穿過一個閉合曲面的磁通量為零。磁感線是閉合的曲線,一條磁感線從曲面的這個位置進入了曲面,它必定還會從曲面的某個位置穿出來。在剛才的“單磁極”磁鐵的例子中,以磁鐵的表面為高斯面,穿過這個面的磁通量為零。如果小錐體做得非常理想非常均勻,球形磁鐵表面任何一個位置的磁感應強度都為零。如果錐體做得不均勻,最後整個磁鐵會像地球這樣成為一個磁性不強的球形磁鐵。


刁博


當然有了,平常我們說的磁鐵大多是指硬磁材料(就是小時候在商店買到了那種磁鐵),而它們的磁極的位置只和當初被磁化時的方向有關,磁化後它們的磁極位置也就定了。

因此,題目的回答就是:N極和S極位於球形磁鐵某一直徑的兩端。

對於我們常見的磁鐵,它們的磁性來源是其內部存在原子磁矩,而原子磁矩這種東西,實際上是其內部的電子的軌道磁矩和自旋磁矩,以及很微弱的原子核磁矩,這三者的矢量和。通俗來說,你也可以認為每個原子都有它自己的N極和S極,而當材料內部大量的原子磁極的排列方向一致時,這塊材料就能表現出磁性了。

而對於沒有經過磁化的材料,因為內部原子磁矩排列混亂或者說各部分磁疇排列方向不一致(磁疇就是指材料內部某一塊原子磁矩排列一致的區域)。

而此時你對材料施加一個外磁場就能對其進行磁化,這些原子磁矩的排列方向就會在外磁場的作用下跟著改變,如果是硬磁材料,那麼當撤離外磁場後,依舊能保持磁性。

所以說,球形磁鐵的是具有N極和S極的,至於磁極的位置則和磁化過程有關。

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賽先生科普


這沒有疑問,肯定有N、S極。根據科學家對磁性的來源的猜想,物體內的原子中的電子繞原子核運動,類似於環形電流,因為電流的周圍存在磁場,所以每一個原子就相當於一個微型小磁針。有磁性的物體,其中大量的微型小磁針指向較為一致,磁體中間微型小磁針磁極性質相反,磁性互相抵消,磁性較弱。而在磁體的一端,出現的必然都是微型小磁針的同一磁極,另一端都是微型小磁針的另一磁極,磁極性質相同,磁性互相加強,所以,磁體上必有兩個磁性最強的地方,稱為磁極,根據其指向性,分別叫做N極(北極)和S極(南極)。任何磁體都不例外,所以,將磁體制成球形同樣有N、S極。



對球形磁體,要確定其磁極性質可分兩步處理。第一步確定磁極位置,將球形磁體放入細鐵屑中,吸附細鐵屑多的地方就是磁極。第二步確定N、S極。一種方法是利用磁體的指向性。將球形磁體兩極水平懸掛起來,使之能在水平面內自由轉動,靜止時,指北的一段是N極,指南的一端是S極。另一種方法時是利用磁極間的相互作用規律。用一個已知磁極的磁鐵的一個磁極(如N極)靠近球形磁體的一個磁極,如相互排斥,則為同名磁極;如相互吸引,則為異名磁極。



甜甜向上314159


球形磁鐵有磁極。

做成環形磁鐵,外面就感覺不到磁極了。


ScholarMartin


把磁鐵做成球形,球形磁鐵照樣有n極和s極。道理很簡單,不論什麼形狀的磁鐵都有兩極,並且兩極的方向和位置都是固定不變的,不論這個任意形狀的磁鐵被切割或打磨成什麼形狀,兩磁極的原方向和原位置都不會改變,即便是球形也如此,球形磁鐵也同樣只有兩個位置和方向固定的磁極。

稀土磁鐵採用燒結工藝製成,磁鐵剛製造出來是沒有磁性的,必須在充磁機上充磁後這些磁鐵才開始具有磁性。充磁機上當然只有兩個磁極了,所以不論什麼形狀的磁鐵在充磁機上被充磁後也都是隻有兩個磁極,並且這兩個磁極的方向和位置是固定不變的。


用戶6534293489481


這個問題是很顯然的,有磁極。

雖然對磁極是如何產生的並不理解,但是這個有現成的例子——地球。




vv我心飛翔vv


有,磁鐵以能量形式輻射出電磁波粒子場為磁場,規律原子排列才有可知磁場,形成一端輻射,而另一端則吸收,則磁鐵能量平衡故結構穩定,磁鐵輻射本質是它與外界能量差形成的,NS極與地球磁場是必然內在規律聯繫,故球形磁鐵球也有NS極。任何原子物質都有磁性,無序排列輻射不能成規模。黃氏宇宙新論,引用聲明。


原黃烈平


中學時問過老師,球形能否單磁極和如果直徑是1.2.5.…等圓周率問題。總是被他們打哈哈


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