生活中的磁铁只吸铁,为什么地球的万有引力什么东西都能吸?

秦川农家


答:电磁力和万有引力是两种不同性质的力,注定了作用对象不同。


在物理学中,一切“力”都可以归为四大相互作用,在我们生活中遇到的所有真实的“力”,除了重力外,本质上都是电磁相互作用,比如摩擦力、拉力、弹力、压力等等。


电磁力

磁力本质上也是电磁相互作用,可以用麦克斯韦方程组描述,之所以磁铁能够吸引铁、钴、镍等金属,是因为这些物质属于铁磁性物质。

原理:

(1)我们知道,常见物质几乎都由原子组成;

(2)核外电子绕着原子核运动,于是运动电荷产生磁场,有些物质就会出现单个原子净磁矩不为零的情况;

(3)一般情况下,物质内部磁矩排列不规律,导致物质整体的磁矩为零;

(4)但是对于铁磁性物质,相邻原子之间会发生相互作用,然后许多相邻原子组成“磁畴”,每个磁畴从几微米到几毫米不等,就如一个一个的小磁针;

(5)这些大大小小的磁畴,在无外力作用下方向随机,整体不显磁性;一旦有外部磁场存在,这些磁畴就好像受到命令一般,磁矩偏向于同一方向,然后整体显磁性,被磁铁吸引;

(6)当外部磁场撤除后,部分磁畴的磁矩方向有可能无法还原,于是整体显现出微弱的磁性,于是我们说铁被磁化了;

(7)当铁磁性物质被加热后,分子的热运动变得剧烈,当热运动的动能大于相邻原子间的作用能时,铁磁性物质就会转变为顺磁性物质,此时对外部磁场的反应弱,表现为不再被磁铁吸引,这个临界温度称之为“居里点”;

比如家里电饭锅的底部,就有一块铁磁性物质,居里点一般为103℃,当锅里的水烧干后,锅内温度上升到103℃,该物质不再被电磁铁吸引产生动作,从而断开加热电源。


万有引力

在经典力学中,万有引力的大小,取决于物质的距离和质量,就是大名鼎鼎的万有引力定律,也说明有质量的物质都会产生引力。


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简单来说,这与两种力的作用机理有关。

首先,磁铁不只是吸铁,还能吸引钴和镍等铁磁性金属。不过,能被磁铁吸引的金属确实很少。之所以磁铁会选择性吸收某些金属,这与金属的原子结构有关。

原子核及其外围电子的自旋、以及电子在轨运动都存在磁矩,原子中的各种磁矩的矢量和就是原子的净磁矩,或称原子磁矩。如果原子中的各种磁矩大致取向是一致的,即原子磁矩的有序度很高,那么,由此会产生很强的磁场,这种物质即为磁铁。

诸如铁、钴和镍等金属,它们的磁矩不会完全抵消掉,存在一定的净磁矩。于是,这些金属会在原磁铁产生的磁场中会被磁化成磁铁,它们就会通过电磁力与原磁铁互相吸引。而其他的金属原子磁矩几乎完全抵消掉,所以它们不会被磁化,这样也就不会被磁铁吸引。

而引力则不同,牛顿的万有引力定律表明,只要物体具有质量,哪怕是微小的细菌和病毒,都会受到地球引力的吸引。

如果从爱因斯坦的引力理论,即广义相对论的角度来看,有质量的物体能够压弯空间,身处其中的任何东西都会沿着被弯曲的空间运动,于是表现出了引力作用。

最后,需要说明的是,电磁力作用也是非常广泛的。如果把磁铁和其他无法被磁铁吸引的金属放在一起,它们之间其实也存在电磁力作用,只是比较微弱罢了,但要比它们之间的引力作用更强。在四大基本自然力中,引力的相对强度最弱,只有电磁力的一万亿亿亿亿分之一(即1除以10的36次方)。


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回答这个问题首先要搞懂“磁铁”与“万有引力”各自的特征。

为什么磁铁只能吸铁?

因为磁铁只有铁,钴,镍等元素构成,它的原子内部结构较为特殊,本身就具备了磁矩,它分为“永久磁铁”和“软磁铁”两大类。它具有磁场,能吸住铁,钴,镍等金属。它属于电磁学,也是天然的磁铁矿,古中国人发现这种“石头”不仅能吸住铁块,而且有定向作用,于是发明了指南针。



像铝或碳等非元素是无法被磁铁吸住的,更不能构成磁铁。但是为什么能被地球吸附?

为什么地球的万有引力什么都能吸?

万有引力的提出者是伟大的物理学家牛顿,他沿着离心力-向心力-重力-万有引力的顺序演化而来的,经过长达20年的研究,在1685年正式提出。


“万有引力”是说只要是有质量的物体都有一种相互吸引的作用力,而且这种引力在宇宙万物中普遍存在。它的公式是:F=G·M1M2/r²。而且引力的大小为物体质量的乘积成正比。

所以磁铁怎么跟大质量的地球比呢?地球能吸住万物靠的可不是磁力,而是大质量天体上的“万有引力”。


弄潮科学


我们把磁铁扔到空中磁铁会落回地面,这就是地球对磁铁的吸引力。

把一块石头扔到空中石头也会落下来,落到地面。地球对石头也同样有吸引力。

那么我们用磁铁去吸引石头却吸不起来,我们看到磁铁对石头没有吸引力。是这样样的吗?是这样的,磁铁吸不起来石头,千真万确。

磁铁能够磁化铁,镍,钢,等物质,却不能磁化木头,石头,等物质。也磁化不了铜,铝,锡,铅,等物质。这就怀疑了,除了磁铁以外,其它的物质有磁性吗?

我们在用磁铁吸引地上的石头,发现石头无动于衷的躺在原地,无论磁铁的吸引力多么大就是吸不起来。那么磁铁的吸引力不及地球的吸引力,放一块铁在地上用磁铁吸引,很快就吸引上来了。磁铁的吸引力还是大过地球的吸引力。两者想一想糊涂了。

百思不解呀!

翻开物理书籍,学习一下,发现原来各种物质的原子中的电子量不同,有的多,有的少,有的紧密的围绕着原子核,有的离开原子核很远,有的有许多的自由电子,有的顺时针方向,有的逆时针方向,而产生的电场有正的也有负的,磁场的NS极也不同方向。有的电子活跃,有的被原子核死死的控制。

原来在微观世界有这么大的区别。

这么多的物质同时被地球中心的磁场磁化,地球上还有没有比地球磁场强度强的物质呢?没有。

那么相同的电子量的铁互相之间磁化后就能够吸引,这就是铁。

铁的磁力线密度比地球磁场单位面积的磁力线密度要密,而且铁的电子密度,和围绕着原子核运动的方向一致,产生的磁场也一致,也就是磁化的方向一致,这样铁很容易磁化,磁化后就能够吸引铁了,同时也能够吸引近似性质的物质。

铁的性质就是磁化后能够保持磁化状态,而其它的物质就不能保持。

那么其它的物质不能磁化,为什么地球能够吸引它们呢?物质在不断的运动,无形的能与量,是物质的不平衡性造成,在物质的内部,无数的原子核在吸引着电子,而获得电子的原子带负电荷,而失去了电子的原子带正电荷,同时产生磁场和磁力,在无数原子组成的物质中出现NS磁极,而被地球中心强大的磁力吸引成为一体。

地球强大的磁场每一根磁力线都会穿过这些物质的内部,产生的电场和磁场使它们磁化而被地球中心强力的吸引住,而磁铁是无力的穿过这些物质的内部的,无法磁化它们,除了铁以外的物质的。

地球的磁场是多样化的复杂的,里面有很多的原理正在揭开,地球上所有的物质都具有磁力,而被地球磁化后,它们的磁化方向是向下,向着地球的中心。其它方向磁力微弱。

磁铁能够保持磁化状态,磁力线密度高,能够在地面上吸引同性质的铁,单位面积比地球磁力强。


宝树白石34222787


要回答这个问题,首先得搞明白两者之间的区别,在物理界,所有的物质之间的作用被划分为四种,分别是:强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用,和引力相互作用!


下面这张图清楚的介绍了四种基本作用的之间的关系,从图中我们可以看出,电磁作用和引力作用虽然都是物体之间的相互吸引,但区别还是很大的,从相对强度上说,二者就相差了几十个数量级,而参与相互作用的基本粒子也不相同,引力靠的是引力子,而电磁作用靠的是光子和强子!
所以说,由于相互作用的机理不同,磁铁只能吸引铁等一些特殊的金属,而万有引力则存在于所有有质量的物体之间,这也是地球能够吸引其上面的所有物体!


体坛大蜀暑


提问者问的这个问题比较好,这涉及到万有引力的本质。

对于磁铁产生的磁力,与万有引力的差别,以及对万有引力本质的认识,我早在2008年就已经有了清晰和明确的答案。我们看到,电磁力只局限于带电的金属(包括铁)之间。我们问,为什么带电的金属可以产生电磁力?那是因为这些金属都是属于一定特殊种类的物体,并且它们都具有带有电荷的特殊性质。而万有引力不与世间物体具有何种种类和何种性质有关,而只与它们构成他们质量的物质相关。所以从这里,我就得出结论说,宇宙间万物为什么可以发生万有引力,那是因为组成和构成他们质量的那个物质的形式和性质都是相同的;或者我们说,因为构成宇宙所有万物质量的那个物质都是不具备任何属性和性质的同一种物质,所以宇宙万物就不分种类和性质地产生了万有引力,而这就是万有引力产生的原因。我把组成宇宙万物质量的那个没有任何属性和性质的物质称做“纯物质”,即宇宙纯粹存在的没有任何属性和性质的物质。

按照我的新宇宙学,构成宇宙万物质量和产生万有引力的纯物质就是引力波,就是宇宙的暗物质纯物质,也就是暗物质,它不仅产生引力和构成宇宙万物的质量,它也是直接产生和组成空间的基本物质。具体请大家参看我的新宇宙学。


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你说的这两个现象不相干。一个是磁场的作用。简单说就是铁钴镍物质周围有磁场,磁性物质在磁场范围内就会受到磁力的作用,这个力还具有ns方向性。

并不是地球的万有引力,有质量的物体都会产生万有引力。物体间引力的大小和质量成正比,和距离成反比。人体对地球也有万有引力啊,只不过人体的质量太小,引力太小。

宇宙中有四种力,强力,弱力,电磁力和万有引力。力在牛顿经典力学中只有表象的解释。力需要用相对论,量子力学等一些理论去解释。万有引力是质量对时空的扭曲效应,物体处在被大质量物体扭曲的时空范围内,他们受到了影响,表现出了引力效果。你可以想象在一个薄膜上面放了一个重物,周围的物体都会向这个重物压下的凹坑滑下去,这就是引力效果,不过实际的情况比这个要复杂得多。


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问得好!万有引力是跨越了层级的磁场。举例来说:一块磁铁的磁场外部必然是其反向磁场,不反向不会互相吸引,不反向,不可能是夸层磁场,你在地球上悬一块磁铁,它的磁场方向一定会趋于地球磁场,而地球磁场与它的磁场相反。每一个物体外部都有其自身的外层磁场与其内层相反。

当,你的外层与我的内外层交汇,此时彼此的内层还未交汇,双方通过调整旋转方向在第一时间达成相互吸引,就如同两块磁铁相遇一样。但是,当距离近至两不同心磁场要融同一心时,情况就不一样了,内外两组四个磁场在这个距离上出开始出现相互排斥这种磁场矛盾。我简单描述一下:当双方外层磁场融合,即互为相反,内层磁场就会排斥对方的外层磁场,因为彼此一致。

这里面具体情况有很多种,我可以用这套理论解释大部分结构键能量是如何被贮存的,但是今天为了回答万有引力与磁场力的不同,就暂且放下不去赘述。

万有引力是物质外层磁场相互融合的结果,或是某个物质体外层磁场与其它外层磁场相互融合的结果,所以万有引力只表现弱而远的外部。磁铁,的磁场是组建团队磁场,是由一打票数量的单独磁场在某种结构下构成稳定的统一方向的磁场组合,它放大了内层磁场的范围……它能吸铁而不吸铜的原因是铜的晶体结构不会形成与之相互对应的磁场。电磁铁,是由于电流或能量流动形成的磁场,它在能量流外部形成了一个暂时性磁场组合……

这要写下去,是要干出几本书的,你来写不是更好吗?


爱因斯坦也是民科二


宇宙诞生前,现在宇宙的能量都集中在一个点,它们都有共性、有烙印;在一个点都得有共性、有烙印,不然就不在一个点。宇宙诞生之初,由微微、能量的形式和存在迅速地膨胀,产生并扩张了时空,由微微变成了星云,由星云变成了星球。但是,不管如何变化物质结构,烙印始终没有消失,一直是相互联系着。只要有物质存在都有这种联系,这种联系就叫引力;这种联系就是时空的本质。没有这种联系就无所谓时空扭曲。哪里的物质多,哪里的联系就密切,就是引力强,这是物质的先天性的烙印决定了的。至于磁铁,那是后天形成的,在磁铁的两端形成了正负极,为了平衡,产生了闭合的磁力线、磁场。在这个磁场内的铁器都会受到这个磁力线的影响;如果是细小的铁屑的话,会看到铁屑形成一条条闭合线路。


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承邀

金属由带电离子的元素组成,它的电离子序列是散乱随机分布的,因此元素之间的电离子之间异性相吸构成磁性平衡的状态。但是,如果你有外力将一种金属里的元素的所有电离子处在有序的定向运动的状态,那么就算这块金属是铜,也产生磁场力。

为什么?因为铜金属里面的电离子受外力正负方向一致的运动,那么它就产生了异性相吸的磁力。

天然磁石,就是因为它天然有这种特性,加上铁金属内的电离子稳定性弱,容易受磁力的影响变成有序的运动,因此铁很容易被磁石吸引。

磁场力,是电离子之间正负相吸的结果。没有电离子或电离子较稳定成随机状态的金属不被磁石吸引。

打个比方吧,有个单位,男男女女随机混在一起工作,虽然有的是一对对夫妻,虽然异性相吸也不会产生跑岗现象。但是,如果把单位里的男女强行分开,一个车间全是男,另一车间全是女的。那么可以肯定严重的跑岗现象,男的借口跑去女车间,而女的也往男车间跑。因为这是异性相吸的自然现象。

那么,地球是怎么吸引地球大气层内的所有非金属与金属的呢?

爱因斯坦同志说是地球质量使地球周围空间弯曲的缘故。就好像空间是一块床单,地球把床单压凹,我们这些地球表面空间里的大小物体就会象大小球样不得不往地球方向溜下去。虽然爱同志这种说法还是漏洞百出,但大家一致认同同时也没有另一更好的说法,那暂时就认定是空间弯曲了。

其实对所有物体产生吸引力的现象不只一个。

比如太空站人造引力,是利用机体旋转的向心力来实现。

但是,爱同志是科学界的神,我们最好不要将科学界的神拉下神台,要不,科学人会失去膜拜的偶像从而尊严尽失。


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