生活中的磁性之我見

來永康

摘 要：現代社會中，人們對于磁并不會感到陌生，自從人類發現磁現象，便對磁展開了開發與利用，使其更好地為我們的生活生產服務?？茖W研究表明，所有物質都具備磁性，區別在于磁性強弱不同，所以從某種意義上來看，我們生活便是處在一個磁性世界，對于磁的應用更是無處不在。鑒于此，文章將首先對磁性知識進行概述，并且結合自身學習所得以及翻閱資料獲悉，對我們生活中的磁性現象與具體應用展開分析。

關鍵詞：生活;磁性;現象;應用

中圖分類號：F239 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）04-0237-02

0 前言

磁性是物質的基本屬性，主要是在物質能夠激發磁場，并且會在外磁場作用下受到力的作用。實際上，我們生活中的任何物質都具備磁性，區別在于有強弱之分，一切具備磁性的物體都可被稱之為磁體。不同的磁體以不同的形式存在于我們的生活當中，小到分子、原子，大到地球、天體等等，在我們生活中的磁場既看不到也摸不著，但磁性卻真真切切地存在于我們生活的每一處角落。

1 物質磁性分類

1.1 抗磁性

任何物質都具備抗磁性，這一特性屬于物質內部運動電子在外磁場作用下所表現出的特定性質。結合磁化率與溫度之間的關系，可將抗磁性分為經典與反常兩種，其中經典抗磁性的磁化率并不會因為溫度或磁場的改變而改變，而反?？勾判杂捎谑且驗閷щ婋娮邮艿街芷谛跃Ц駡鲎饔盟?，因此其磁化率會跟隨溫度與磁場有所變化[1]。從本質上來看，真正的抗磁性物質為無原子固有磁矩的物質。

1.2 順磁性

在呈現出順磁性的物質當中，原子或是分子一定具備穩固的固有磁矩。任何順磁性物質，在外界磁場為零時，會因為熱運動作用的存在，其原子磁矩取向都會在雜亂無章的，不會呈現出磁性;而當外界磁場不等于零時，其原子磁矩取向一定呈現與外界出廠相同的方向，此時便有可能體現出弱磁性。

1.3 鐵磁性

鐵磁性主要是由鐵磁體內部相鄰原子電子間的靜電交換作用所引起，從本質上來看屬于一種典型的交換耦合作用，在這一作用之下，整個鐵磁體內部會逐漸形成磁疇。此外，鐵磁體還具備居里溫度這一特征，也即是當外部溫度小于這一溫度時，磁疇內部的原子磁矩磁化方向便會呈平行排列組合，具有極強的磁性且自發磁化;而當溫度超過這一溫度時，磁疇內部原子磁矩磁化方向則雜亂無序，自發磁化也就消失[2]。一般情況下，鐵磁體物質不會顯現磁性，主要是因為外界無磁場作用，內部磁疇即便出現自發磁化，但每個磁疇磁化方向均雜亂呈現，所以磁性會相互抵消。上述所言鐵磁體中所具備的性質，我們均可稱之為鐵磁性。

2 現實生活中的磁性現象與應用

一說到磁，大多數人潛意識中會覺得虛無縹緲，在印象中好像只有磁鐵、指南針與磁有關系。時至今日，在我們生活中對于磁有了大量應用，比如錄音機便是利用磁錄音帶實現錄音功能的，也使得人們對磁的概念認識有所提高。然而，依舊有許多人將其他物質認定為無磁性，認為磁非常少見。實際上在大量的科學研究中已經表明，在我們的生活中磁性現象與應用無處不在，從微觀世界到宏觀世界都蘊含著豐富的磁性現象。文章將結合我們的現實生活，對其中的磁性現象與應用展開分析。

2.1 磁化水在生活中的應用

所謂磁化水，指的是被磁場磁化了的水，具體來講即是施加普通水一定流速，沿著與磁力線相垂直的方向去通過一定強度的磁場，此時普通水便會轉變為磁化水。而磁化水有著非常神奇的功效，在我們生活中的工業、農業及醫學等不同領域都有著廣泛應用。在工業領域，早期人們主要利用磁化水去處理鍋爐水垢，而發展到現在，磁化水已經被廣泛應用到各類高溫爐的冷卻系統當中，大幅提升了冷卻效果。此外，也有很多化工廠利用磁化水去加速化學反應速度，在產量提升方面效果明顯。同時建筑行業利用磁化水進行混凝土攪拌，能夠提升其強度，都能夠直接在經濟效益方面體現出來;在農業領域，應用磁化水浸種，能夠提高種子的發芽率，并且發芽幼苗品性良好，具有莖粗、根系發達等特點。應用磁化水進行灌溉，能夠加速有機肥分解，促進農作物吸收。應用磁化水喂養畜禽，能夠降低畜禽的發病率，加速畜禽健康生長;在醫學領域中，應用磁化水能夠將多種細菌病毒進行清殺，對多種疾病都有良好的治療效果，比如在治療各類結石癥狀（膽結石、腎結石等等）、高血壓、糖尿病等都有實效，而對于長期屬于亞健康狀態的現代人而言，多應用磁化水同樣可起到防病健身的作用;在日常生活當中，我們應用磁化過后的洗衣溶液清洗衣物，會洗得更加干凈，即便是單純用磁化水清洗衣物，同樣能夠取得不錯的清洗效果。

究其原因在于水經過磁化之后，其性質會發生一定的物化變化，由原來的13-18個大分子團轉變為5-6個小分子團，其穿透力、溶解度以及表面張力都得到進一步加強，尤其是水中的CaCO3和MgCO3在蒸煮過程中會分解出Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2，由于質地松軟，所以難以在壁上堆積，從除垢效果非常好。

2.2 醫學領域中的磁性應用

早在明朝我國古代醫學家李時珍便在《本草綱目》中記載了磁石的臨床醫療功效，時至清朝同樣有醫書講明，磁石是治療眼病最為有效的方法。而在現代醫學領域，核磁共振正是利用了磁性現象，能夠實現對人體異常組織的診斷，進而判定疾病所在及成因。具體來講，核磁共振成像技術的主要原理在于：原子核攜帶正電且做自由旋轉運動，并且自旋軸的排列無規律可循，將其放置在外部磁場當中，能夠使其由無序轉向為有序，自旋系統的磁化矢量會從零開始增長，直到系統趨于平衡，磁化程度便能達到穩定值[3]。倘若此時原子核自旋系統受到外力作用，比如特定頻率的射頻對原子核進行激發，便會引發共振效應。待射頻脈沖停止后，自旋系統中被激化的原子核無法維持此狀態，便會恢復到原來的磁場排布狀態，并且有一定能量釋放出來，形成射電信號，將這些信號檢測出來且實行空間辨別，便可得到運動狀態下的原子核分布圖像。核磁共振的特點便在于流動液體不會產生信號，也被稱作為流動空白效應，所以由于血管屬于灰白色管狀結構，所以在圖像中呈現出來的血液便為無信號的黑色，如此一來血管與軟組織能夠清晰分開。此外，脊髓周圍包圍著腦脊液，而腦脊液為黑色呈現，同時白色硬膜作為脂肪襯托，能夠讓脊髓以白色的強信號結構呈現出來。

現如今，核磁共振在醫療領域中已經在全身系統的成像診斷中有著廣泛應用，實踐表明效果最好的為顱腦、脊髓、心臟大血管、關節骨骼、軟組織等等，尤其是對心血管疾病的診療，不僅能夠對各腔室、血管及瓣膜進行細致觀察，還能作心室分析，給出常規性診斷。由于核磁共振影像有著較高的空間分辨率，能夠清晰顯示心臟及病變全局面貌，對病變與周邊結構的關系一目了然，所以相較于X線成像、CT檢查等手段要更加先進。

除此之外，醫療領域的磁性應用不僅可用作診斷，還能夠輔助治療疾病。其中，磁石作為我國古老中醫中的藥材，同時磁場與人體內部經絡存在相互作用，可用磁療手段去治療多種疾病，現在市面上已經出現了磁療枕、磁療腰帶等產品。

2.3 勘探領域中的磁性應用

地球磁場的變化能夠被用來進行礦床的勘探工作，其原理主要基于所有物質均具備磁性這一特點，倘若這些礦石聚集在一起形成礦床，一定會對周邊地域的地磁場造成干擾，從而導致存在異?，F象。結合這一點推斷，我們可通過對陸地、海洋等大范圍進行磁性測量，進而獲取地磁圖，圈定地磁圖中磁場異常區域展開針對性勘探，便能夠大大提高礦床發現概率。同時，由于年代不同的地質巖石，其磁性也存在強弱之分，所以我們可結合巖石磁性去判斷地質年份與地殼變化。當然，許多礦產資源均具備共生性，也即是多種礦物質混合一體，其具備的磁性也各不相同，那么針對于此人們開發出來磁選機設備。該設備主要是利用成分不同的礦物質的不同磁性，利用磁鐵對其進行吸引，便能夠區分出不同磁性的礦物質，實現精準度的磁性選礦。

從實際勘探選礦工作情況來看，在大量的造巖礦物中，具備強磁性的礦物質只有磁鐵礦、鈦磁鐵礦、磁黃鐵礦以及磁赤鐵礦等少部分，所以一般的巖礦石的磁性都會表現得較弱，這都取決于上述礦物的具體含量。結合測定情況來看，單從磁化率進行比較，沉積巖要比巖漿巖、變質巖更低，其中巖漿巖中基性與超基性巖的磁性表現最強，而酸性巖則磁性表現較弱。變質巖的磁性強弱主要取決與原巖成分及變質中的化學變化，倘若原巖為花崗巖等，那么會表現為無磁性;倘若原巖為基性巖，那么變質后的巖石會呈現一定中等磁性。

2.4 軍事領域中的磁性應用

在軍事領域中同樣應用了大量磁性材料，比如普通型的水雷或是地雷，唯有在接觸目標的瞬間爆炸，所以可控制性并不靠，但如果將磁性傳感器設置在水雷或地雷上，那么由鋼鐵鍛造的坦克車、軍艦等在接近時便能夠探測到周邊磁場的變化，無需與目標直接接觸便會爆炸，從而具備更高的殺傷力。

在現代戰爭中，奪得制空權便等于取得了勝利的一半，然而戰斗機在飛行過程中極易被敵方雷達偵測到，給自身帶來極大危險。因此，為了躲避掉雷達監測，可在戰斗機在表面涂上一層特殊的磁性材料——吸波材料，這種材料能夠將雷達所發出的電磁波吸收掉，進而降低雷達電磁波的反射，那么敵方雷達沒有探測到回送的雷達回波，便無法偵測到飛機，這便是我們常聽說的“隱形飛機”。這種隱形技術是現階段國際軍事科研領域的必爭之地，目前最為先進的技術應用為美國的F117隱形戰斗機。

此外，美國新型武器庫中，“電磁武器”處在研發階段，我們所熟知的傳統火炮主要利用的是彈藥爆炸中所產生的瞬間膨脹力去推動炮彈發生，進而推出炮膛。但這種新型的電磁炮則是將炮彈放置在螺線管當中，通過接通電源，利用螺線管產生的磁場形成的巨大推動力去發射炮彈。

3 結語

綜上所述，隨著科學家的不斷努力，在對物質磁性的研究方面取得了極大進展，在各行各業中磁性都已得到廣泛應用，這對于人們日常生活水平的提升，社會時代的發展進步而言有著重要的現實意義。然而，相較于電學、光學與力學而言，磁學在物理學中的地位還有很大提升空間，不僅當前所掌握的磁性理論遠遠落后于實驗現狀與應用需求，并且許多實驗結果都無法利用現有理論模型進行解釋。當然，作為一名學子，我認為在不久的將來，磁學將會受到更多人的關注，在我們生活中也會得到更為廣泛的應用發展。

參考文獻

[1] 徐小玲.奏響生活旋律，營造磁性課堂[J].考試周刊，2014（a2）：46.

[2] 倪琛.用磁性的課堂誘發學生靈性的表達[J].新課程（上），2017（5）：100-101.

[3] 朱文瑞.讓物理課充滿“磁性”[J].教育界，2015（7）：71.