我是科学漫画迷(磁铁)
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我们生话中非常有用的磁铁 人们最早开始使用磁铁,是什么时候呢?根据传说,公元前2600年,中 国五帝之一的黄帝,就利用磁铁制造了指南车,不管车的方向如何改变,车 上的铁人,胳膊永远指向南方。但这只是一个传说,事实上,磁铁的使用, 是古代中国人在发现了自然环境中的吸铁石以后开始的。今天,磁铁在我们 的生活中随处可见。手机按键、磁带盒、电脑硬盘、冰箱贴、金属探测仪、 磁悬浮列车等,都是利用磁铁的原理制造的。在大型卖场或者超市,如果没 有结算商品而通过结算台的话,防盗装置会发出呜叫,这也是利用了磁铁的 性质。对于附着有磁条的商品,如果没有结算并消磁,通过结算台的时候, 防盗装置就会发出警报声。 地球是巨大的磁铁 如果说拥有磁性的物体叫做磁铁,那么,我们生活的地球,就是一块巨 大的磁铁。英国科学家吉尔伯特(1544—1603)提出,地球本身就是一块巨大 的磁铁。磁铁中,磁力最强的两个地方,分别叫做N极和S极。我们生活的地 球,也拥有N极(在地球的北极)和S极(在地球的南极)。在相同的磁极之间, 存在相互排斥的力;在不同的磁极之间,存在相互吸引的力。 如果在磁铁周围撒铁粉的话,就能了解这个事实。就像下面图片中一样 ,根据磁铁周围铁粉分布的形状,绘制出假想的线条,就叫做磁力线,它的 方向由N极指向S极。同样,地球的磁力线,也是由N极指向S极。 利用地球拥有的磁性,中国人制造了古代四大发明之一的指南针,指南 针指针的N极,始终指向北方,S极始终指向南方。 超导磁铁和磁悬浮列车 如果将列车底部和线路设定为相同的磁极,那么列车应该就可以悬浮在 轨道上前进;基于这样的假设,人们制造了磁悬浮列车。但是,科学家们为 了将假设变为现实,就需要能够使数百吨列车悬浮起来的磁铁。如果想制造 拥有这样强大磁力的磁铁,就必须向缠绕着铁芯的线圈中,输送巨大的电流 ;但是,这样一来,线圈就完全熔化了。解决这个问题的,就是超导磁铁。 使用了超导磁铁的线圈,电阻无限接近于“0”。无论输送多么巨大的电流 ,电线都不会熔化。在磁悬浮列车中应用超导磁铁,终于解决了这个问题。 那么,让列车悬浮在空中向前行进,又是怎么做到的呢?由于列车底部 和线路的磁极相同,因此能够悬浮在空中,而列车前方线路的磁极与列车底 部不同,就能够吸引它前进。就这样,列车被不同的磁极吸引而前进,而当 列车运行在轨道上时,由于相同磁极的排斥,而不会下落。在医院中,同样 也使用超导磁铁。接受脑部手术的患者,会接受核磁其振成像(MRI)检查, MRl就是用超导磁铁制造的。 电是怎么产生酌呢? 电是我们生活中必不可少的能源,它是由古希腊学者泰勒斯在公元前 600年的时候发现的。泰勒斯发现,树木的汁液流进土地中,会形成坚硬的 琥珀,如果摩擦琥珀的话,琥珀就会带电,吸引轻的物体。因此,英语中电 (electrlcity)就来自于古希腊语琥珀(electron)。但是,直到1600年,英 国科学家吉尔伯特揭开了磁的性质,人们才将电和磁区分开。 随着吉尔伯特揭开磁的性质,区分了电和磁,意大利科学家伏特发明了 最早的电池。19世纪,法拉第、麦克斯韦、欧姆等科学家不断研究,阐述了 很多与电力有关的发现,也了解了电与磁之间的关系。以此为基础,创立了 研究电与磁的电磁学;20世纪初期,英国科学家汤姆孙发现了带电的微粒— —电子,从而开创了电磁工学。 电是怎么输送到家庭中的呢? 电是怎么生成的呢?火力发电站、水力发电站、核电站等,各种发电站 进行发电。这样生成的电,在发电站的变压器中,提高到一定的电压,然后 输送给输电用的变电所。输电用变电所直接将电输送给使用高压电的大规模 工厂或者电气铁路,其余的电通过输电线路,输送给一般家庭附近的配电用 变电所。配电用变电所通过配电线,将电输送给家庭、商场或者学校。 影响家用电器酌磁铁 虽然磁铁在我们的生活中很有用,但是也会带来有害的影响。电视机显 像管和电脑显示器,很容易受到磁铁的干扰;因此,为了屏蔽外界磁力,显 像管周边设置了偏转线圈,但是如果磁铁靠近电视机的话,偏转线圈会被磁 化,屏幕画面的四周会变成红色。还有磁带、录像带、公交卡、硬盘、软盘 等,如果放在磁铁周围的话,存储的信息也会消失。 如果磁铁靠近白炽灯管,灯光会变得闪烁不定。这种闪烁,就是白炽灯 管中钨丝产生的磁力与磁体相互干扰引起的。更严重的情况,还可能熔断保 险丝。因此,家用电器或者白炽灯管附近,最好不要放置磁铁。 P114-119