书城童书物理知识知道点:磁场大探秘
8434300000006

第6章 物质的磁化

磁化现象在生活中较为常见,例如机械表放在强磁场处一段时间,手表就走时不准了;电工用的螺丝刀碰一下螺丝钉,螺丝钉就吸了起来等。那么磁化到底是怎么一回事?软铁棒的磁化和去磁磁化是使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。不是所有的物体都会被磁化,例如磁铁不能吸引铜、铝、玻璃等,说明了这些物体不能被磁化。凡是可以磁化的物质,都有磁分子构成,未被磁化前,这些磁分子杂乱地排列,磁作用相互抵消,对外不显磁性。当受到外界磁场磁力的作用时,它们会排列整齐。在中间的磁分子间磁作用虽被抵消,但在两端则显示了较强的磁作用,出现了所谓磁性最强的磁极,但如果磁化后被敲打或火烤排列会重新无序,磁性又将消失。例如电饭锅中的温度达到103℃左右,磁钢的磁性自动消失。

我们可以做一个简单的实验。找一个3~4寸(1寸≈333厘米)长的铁钉,把它放在火上烧红,再把它捂在沙里慢慢冷却,这叫退火。待铁钉凉透之后,把它靠近大头针,它对大头钉没有一点儿磁力。然后,你左手拿着铁钉,一头对准北方,另一头对准南方,右手拿起木块,在钉头上敲打7~8下。你再把铁钉放进大头针盒里,它就能吸起一些大头针了。这说明,就这么敲打几下,铁钉磁化成磁铁了,虽然它的磁力不大。如果把它朝东西方向放好,再敲几下,它的磁力又会消失。原来铁钉没磁化前,它内部的许多小磁体,杂乱无章,磁力相互抵消,所以没磁力。当你把铁钉朝南北方向放好,敲打它,内部的小磁体受振,在地磁的作用下,就会规矩地排列起来,铁钉就有磁性了。当你把铁钉朝东西方向放好,再敲打时,铁钉内部的小磁体又会变得乱七八糟,所以铁钉没有磁性了。

我国古代对磁化现象就有一定的研究利用。前面曾经讲过,早在11世纪,曾公亮在《武经总要》一书中,就有了关于指南鱼的人工磁化方法,这是世界上人工磁化方法的最早实践。

这种人工磁化方法,是利用地球磁场使铁片磁化,即把烧红的铁片放置在子午线的方向上,烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态,使铁分子顺着地球磁场方向排列,达到磁化的目的。蘸入水中,可把这种排列较快地固定下来,而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。

磁化水而沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法:“方家以磁石摩针锋,则能指南。”按沈括的说法,当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针,就能使针带上磁性。从现在的观点来看,这是一种利用天然磁石的磁场作用,使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向,从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单,而且磁化效果比地磁法好。摩擦法的发明不但世界最早,而且为有实用价值的磁指向器的出现,创造了条件。

磁化技术在现代生活中有着广泛的应用,特别是磁化水技术已越来越引起人们的重视。

磁化水是一种被磁场磁化了的水。让普通水以一定流速,沿着与磁力线平行的方向,通过一定强度的磁场,普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能,在工业、农业和医学等领域有广泛的应用。

在工业上,人们最初只是用磁场处理少量的锅炉用水,以减少水垢。现在磁化水已被广泛用于各种高温炉的冷却系统,对于提高冷却效率、延长炉子寿命起了很重要的作用。许多化工厂用磁化水加快化学反应速度,提高产量。建筑行业用磁化水搅拌混凝土,大大提高了混凝土强度。纺织厂用磁化水褪浆,印染厂用磁化水调色,都取得了很好的经济效益。

在农业上,用磁化水浸种育秧,能使种子出芽快,发芽率高,幼苗具有株高、茎粗、根长等优点;用磁化水灌田,可使土质疏松,加快有机肥分解,刺激农作物生长。通过实践人们发现,常浇磁化水的大豆、玉米等作物和萝卜、黄瓜等蔬菜,产量可提高10%~45%,水稻、小麦、油菜等作物可增产11%~18%。此外,有些畜牧场用磁化水喂养家禽家畜,可使禽畜疾病减少、增重快。

在医学上,磁化水不仅可以杀死多种细菌和病毒,还能治疗多种疾病。例如磁化水对治疗各种结石病症(胆结石、膀胱结石、肾结石等)、胃病、高血压、糖尿病及感冒等均有疗效。对于没病的人来说,常饮磁化水还能起到防病健身的作用。

在日常生活中,用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣,可把衣服洗得更干净。有趣的是,不用洗衣粉而单用磁化水洗衣,洗涤效果也很令人满意。