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磁鐵的發展

1822年,法國物理學家阿拉戈和呂薩克發現,當電流通過其中有鐵塊的繞線時,它能使繞線中的鐵塊磁

化。這實際上是電磁鐵原理的最初發現。1823年,斯特金也做了壹次類似的實驗:他在壹根並非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線,當銅線與伏打電池接通時,繞在U型鐵棒上的銅線圈即產生了密集的磁場,這樣就使U型鐵棒變成了壹塊“電磁鐵”。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能放大多倍,它能吸起比它重20倍的鐵塊,而當電源切斷後,U型鐵棒就什麽鐵塊也吸不住,重新成為壹根普通的鐵棒。斯特金的電磁鐵發明,使人們看到了把電能轉化為磁能的光明前景,這壹發明很快在英國、美國以及西歐壹些沿海國家傳播開來。1829年,美國電學家亨利對斯特金電磁鐵裝置進行了壹些革新,絕緣導線代替裸銅導線,因此不必擔心被銅導線過分靠近而短路。由於導線有了絕緣層,就可以將它們壹圈圈地緊緊地繞在壹起,由於線圈越密集,產生的磁場就越強,這樣就大大提高了把電能轉化為磁能的能力。到了1831年,亨利試制出了壹塊更新的電磁鐵,雖然它的體積並不大,但它能吸起1噸重的鐵塊。電磁鐵的發明也使發電機的功率得到了很大的提高。 5000年前人類發現天然磁鐵(Fe3O4)

2300年前中國人將天然磁鐵磨成勺型放在光滑的平面上,在地磁的作用下,勺柄指南,曰“司南”此即世界上第壹個指南儀。

1000年前中國人用磁鐵與鐵針摩擦磁化,制成世界最早的指南針。

1100年左右中國將磁鐵針和方位盤聯成壹體,成為磁鐵式指南儀,用於航海。

1405-1432鄭和憑指南儀開始人類歷史上航海的偉大創舉。

1488-1521哥倫布,伽馬,麥哲倫憑借由中國傳來的指南儀進行了聞名全球的航海發現。

1600英國人威廉.吉伯發表了關於磁的專著“磁鐵”,重復和發展了前人有關磁的認識和實驗。

1785法國物理學家C.庫侖用扭枰建立了描述電荷與磁極間作用力的“庫侖定律”。

1820丹麥物理學家H.C.奧斯特發現電流感生磁力。

1831英國物理學家M.法拉第發現電磁感應現象。

1873英國物理學家J.C.麥克斯韋在其專著“論電和磁”中完成了統壹的電磁理論。

1898-1899法國物理學家P.居裏發現鐵磁性物質在特定溫度下(居裏溫度)變為順磁性的現象。

1905法國物理學家P.I.郎之萬基於統計力學理論解釋了順磁性隨溫度的變化。

1907法國物理學家P.E.外斯提出分子場理論,擴展了郎之萬的理論。

1921奧地利物理學家W.泡利提出玻爾磁子作為原子磁矩的基本單位。美國物理學家A.康普頓提出電子也具有自旋相應的磁矩。

1928英國物理學家P.A.M.狄拉克用相對論量子力學完美地解釋了電子的內稟自旋和磁矩。並與德國物理學家W.海森伯壹起證明了靜電起源的交換力的存在,奠定了現代磁學的基礎。

1936蘇聯物理學家郎道完成了巨著“理論物理學教程”,其中包含全面而精彩地論述現代電磁學和鐵磁學的篇章。

1936-1948法國物理學家L.奈耳提出反鐵磁性和亞鐵磁性的概念和理論,並在隨後多年的研究中深化了對物質磁性的認識。

1967旅美奧地利物理學家K.J.斯奈特在量子磁學的指導下發現了磁能積空前高的稀土磁鐵(SmCo5),從而揭開了永磁材料發展的新篇章。

1967年,美國Dayton大學的Strnat等,研制成釤鈷磁鐵,標誌著稀土磁鐵時代的到來。

1974第二代稀土永磁-Sm2Co17問世。

1982日本住友特殊金屬的佐川真人(Masato Sagawa)發明釹鐵硼磁鐵,第三代稀土永磁-Nd2Fe14B問世。

1990原子間隙磁鐵-Sm-Fe-N問世。

1991德國物理學家E.F.克內勒提出了雙相復合磁鐵交換作用的理論基礎,指出了納米晶磁鐵的發展前景。

隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣泛,從高科技產品到最簡單的包裝磁,

目前應用最為廣泛的還是釹鐵硼磁鐵和鐵氧體磁鐵。

從磁鐵的發展歷史來看,十九世紀末二十世紀初,人們主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。 其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現,《呂氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招鐵,或引之也。”那時的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為:“石是鐵 的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了。” 漢以前人們把磁石寫做“慈石”,是慈愛石頭的意思。

又北三百二十裏,曰灌題之山,其上多樗柘,其下多流沙,多砥。有獸焉,其狀如牛而白尾,其音如訆,名曰那父。有鳥焉,其狀如雌雉而人面,見人則躍,名曰竦斯,其鳴自呼也。匠韓之水出焉,而西流註於泑澤,其中多磁石。 ③磁石:也作“慈石”,壹種天然礦石,具有吸引鐵、鎳、鈷等金屬物質的屬性。俗稱吸鐵石,今稱磁鐵石。中國古代四大發明之壹的指南針,就是利用磁石制做成的。

(山海經北山經) 既然磁石能吸引鐵,那麽是否還可以吸引其他金屬呢?我們的先民做了許多嘗試,發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石只能吸引鐵,而不能吸引其他物品。當把兩塊磁鐵放在壹起相互靠近時,有時候互相吸引,有時候相互排斥。人們都知道磁體有兩個極,壹個稱N 極,壹個稱S 極。同性極相互排斥,異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理,但對這個現象還是能夠察覺到的。

到了西漢,有壹個名叫欒大的方士,他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西,通過調整兩個棋子極性的相互位置,有時兩個棋子相互吸引,有時相互排斥。欒大稱其為“鬥棋”。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝,並當場演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,竟封欒大為“五利將軍”。欒大利用磁石的性質,制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。

地球也是壹個大磁體,它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體,可以自由轉動時,就會因磁體同性相斥,異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白,但這類現象他們很清楚。 磁鐵,應該叫磁鋼,英文:Magnet,磁鋼主要分兩大類,壹類是軟磁,壹類是硬磁。