磁場中蠟燭燃燒現象觀察及理論分析

賈立進

（中國 蘇州，江蘇 215000）

新能源汽車

磁場中蠟燭燃燒現象觀察及理論分析

賈立進

（中國 蘇州，江蘇 215000）

蠟燭燃燒，作為化學反應，產生水蒸氣與二氧化碳，附屬于水蒸氣與二氧化碳上的熱量又融化了固態蠟燭，因此，在蠟燭燃燒槽內有大量蠟燭液。但如果蠟燭燃燒部分位于磁場中，將會發生什么呢？這里，我們報告一份關于磁場中蠟燭燃燒現的觀察，且對磁場中蠟燭燃燒現象展開理論分析。如果沒有磁場，蠟燭燃燒槽內總是有大量蠟燭液，如果有磁場，蠟燭燃燒槽內近乎沒有蠟燭液。

蠟燭燃燒；磁場；現象；分析

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.002

CLC NO.: U228.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-03-03

引言

蠟燭燃燒，作為化學反應，產生水蒸氣與二氧化碳，附屬于水蒸氣與二氧化碳上的熱量又融化了固態蠟燭，因此，在蠟燭燃燒槽內有大量蠟燭液。但如果蠟燭燃燒部分位于磁場中，將會發生什么呢？早在1930年，科學家就揭示磁場能促使相變，后來，大量磁場影響化學反應過程的科研成果見報1-16。然而，化學反應過程中，磁場僅作為一種工具、手段、方法，對其進行介紹，化學研究者不能闡述化學反應過程中磁場影響機理，他們不能回答為什么磁場能影響化學反應。

這里，我們報告一份蠟燭燃燒實驗，實驗在磁場中完成，且我們將分析磁場中蠟燭燃燒現象。

本文的其余部分安排如下：第二節給出蠟燭燃燒實驗，報告磁場中蠟燭燃燒現象觀察結果；第三節給出實驗模型，描述實驗模型結構，分析實驗模型理論及原理、應用。最后，第四節給出主要結論，并為未來研究人員給出建議。

1、實驗

在零磁場環境，在蠟燭燃燒槽內有大量蠟燭液。見圖1，我們顯示了零磁場實驗過程。首先，點燃蠟燭，取一只卷筒，罩住燃燒的蠟燭，使得蠟燭液覆蓋蠟燭燃燒槽，如圖1A；其次，當蠟燭液布滿蠟燭燃燒槽時移除卷筒，取兩張卡片，置于蠟燭燃燒部分兩側，如圖1B，在蠟燭燃燒槽內，總是有大量蠟燭液；最后，當吹滅蠟燭火焰，有大量蠟燭液凝固成固態，布滿蠟燭槽，見圖1C。

圖1 零磁場實驗

在磁場中，在蠟燭燃燒槽內近乎沒有蠟燭液。見圖2，我們顯示了磁場中實驗過程。首先，點燃蠟燭，取一只卷筒，罩住燃燒的蠟燭，使得蠟燭液覆蓋蠟燭燃燒槽，如圖2A；其次，當蠟燭液布滿蠟燭燃燒槽時移除卷筒，取兩只磁鐵，形狀同兩張卡片，置于蠟燭燃燒部分兩側，如圖2B，兩分鐘后，在蠟燭燃燒槽內，近乎沒有蠟燭液；最后，當吹滅蠟燭火焰，近乎沒有蠟燭液凝固成固態，見圖2C。

圖2 磁場實驗

重復三次實驗，三次實驗結果一樣，因此，實驗過程是穩定的。實驗期間，磁鐵代替卡片，如圖1B和圖2B，實驗現象是不同的，如圖1C和圖2C。燃燒的蠟燭產生水蒸氣與二氧化碳，附屬于水蒸氣與二氧化碳上的熱量又融化了固態蠟燭。不同的實驗結果表明蠟燭燃燒過程中水蒸氣和二氧化碳的移動路徑發生了改變，也意味著水蒸氣和二氧化碳受到力的作用，在磁場中，使得附屬于水蒸氣和二氧化碳的熱量不能大量融化固態蠟燭。

2、結果與討論

實驗改變了化學反應過程中新生成物的移動路徑。

2.1 理論&原理

化學反應是一組化學物質到另一組化學物質轉變的過程，僅改變了電子的位置。見圖3，在化學反應過程中，在原子核（I）附近的電子在不同的電勢能層定向移動。換句話說，在原子核（I）附近的電子從原子核（I）附近定向移動到原子核（II）的附近。與原子核距離相同的電勢能層，如果原子核是不同的，則電勢能層的能量是不同的。

圖3 化學反應示意圖

物理學左手定則是物理學領域的一個重要理論，見圖4。當導線中有電流，且外部磁場施加于導線，磁場磁力線方位垂直于導線中電流方位，則導線受到同時垂直于電流方位與磁場磁力線方位的力。

物理學左手定則的條件之一是導線中必須有電流。見圖5，電子的定向移動形成電流。換句話說，導線的兩端必須施加電壓或電勢差，使得導線中每一個橫截面的電勢能不一樣，從負極到正極逐漸增大，或者從正極到負極逐漸減小，從而使電子在不同的電勢能層定向移動，形成電流，也就是物理左手定則條件之一。

圖4 左手定則示意圖

圖5 導線中電子移動示意圖

根據物理學左手定則條件之一，導線兩端必須施加電壓或電勢差，使得導線中的電子在不同的電勢能層間定向移動，形成電流，在化學反應過程中，原子核附近的電子也是在不同的電勢能層間定向移動，因此，如果化學反應置于磁場中進行，且當電子的移動方向垂直于磁場磁力線方位，電子所對應的原子核（或離子）受力，且力的方向同時垂直于磁場磁力線方位和導線中電子的移動方位，見圖6。

因此，物理學左手定則可以延伸至廣義左手定則，見圖6。在磁場中，電子在不同電勢能層間定向移動，且電子移動方向垂直于磁場磁力線方向，則與電子對應的原子核（或離子）受力，受力方位同時垂直于磁場磁力線方位和電子移動方位。

圖6 物理學廣義左手定則示意圖

2.2 應用

根據物理學廣義左手定則，在充電過程中，電池置于磁場中，如果磁場磁力線方向垂直于電池正極與負極間電場線方向，則化學反應中的新生成物——化學聚合物，將被推離電池正極與負極之間，改變聚合物生長方向，使得電化學反應更充分、更迅速，這將改善電池的充電速度。

3、結論

本文給出蠟燭燃燒試驗，在零磁場中，蠟燭燃燒槽內總是有大量的蠟燭液；在磁場中，蠟燭燃燒槽內近乎沒有蠟燭液；本文還分析蠟燭燃燒實驗現象，從物理學左手定則引伸出廣義左手定則。

本文的工作僅僅是設計了磁場中蠟燭燃燒實驗，分析了蠟燭燃燒現象的理論和原理。根據物理學廣義左手定則，如果我們能實現快速充電設備，且研究這種快速充電設備，將會在未來應用到新能源電動汽車行業。

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Experimental Observation and Theoretical Analysis of a Candle Burning Phenomenon in a Magnetic Field

Jia Lijin
（Suzhou China, Jiangsu 215000）

Burning candle, being a chemical reaction, produces water vapor and carbon dioxide, the energy of water vapor and carbon dioxide melt the candle, so, there is a large number of candle liquid in the candle groove. But if the burning part is put in the magnetic field, what will it happen? Here, we report an observation, it is a candle burning phenomenon in a magnetic field, and we analyze the burning phenomenon of the candle in a magnetic field. At zero magnetic fields, there is always a large number of candle liquid in the candle groove. Under a magnetic field, there is almost no liquid in the candle groove.

Burning candle; magnetic field; phenomenon; analysis

U228.7

A

1671-7988 (2016)12-03-03

賈立進，生于1980年4月，于2012年獲得南京大學計算機技術碩士學位，在IT領域，有八年軟件研究與開發工作經驗；在汽車領域，有六年主管設計與技術項目管理工作經驗，目前，作為主管設計師&電動汽車技術研究人員，他的研究興趣是電動汽車電驅動系統。