如果一块磁铁一直对外做功,它的磁性会最终会消失吗?
其实这种问题是对磁铁和做功概念的美丽误解,简单讲,磁铁的磁性与做功与否没有任何关系。
由于磁铁的磁性看不见摸不着,所以给人的感觉很神秘,也不太容易想象,很难直观地表现出来。
其实磁铁的周围有很多看不见的磁场,磁铁表现出来的吸引力或者排斥力就是通过磁场完成的,磁场是真实存在的,只是我们肉眼看不见而已。
其实我们也可以这样通俗理解磁铁的磁力。磁性,只是磁铁储存或者释放能量的一种渠道而已,如果这样的定义还是不好理解,那就想想平时我们常见的弹簧。
当我们压缩或者拉伸弹簧时,就相当于给弹簧储存了能量,这种能量就可以表现出力。当我们松开手时,能量就会被释放出来。
用物理学术语来定义,弹簧储存或者释放能量,这种能量其实就是势能的储存或者释放。
还有一个问题,磁铁的磁性到底是怎么形成的呢?
从宏观上很难具体来解释,我们需要回到微观世界一探究竟。磁铁的磁性,本质上是磁铁内部微观单元的磁性保持一致才形成的,这些微观单元就是磁畴,磁畴的磁极保持一致,宏观上就会体现出稳定的磁场。而且只要这种状态一直保持下去,磁铁的磁性就会一直存在,永远不会消失。
也就是说,磁铁的磁性是磁铁的内在属性,本来就存在的固有属性,与外界因素,比如说做功与否没有任何关系。如果磁铁失去了磁性,只有一种可能:磁畴的磁极发生了混乱,不再保持一致,没有其他任何原因。
这说明了一点,磁铁有磁性,这毋容置疑,但要想让磁铁做功,首先必须输入能量才行,没有能量的输入,磁铁也不可能做功。
举个例子,有两块相互排斥的磁铁,如果想要这两块磁铁不断靠近,肯定需要有外力作用。也就是说,有外部能量输入才能让两块磁铁靠近,然后使其中一块磁铁做功,做功的本质其实就是磁铁获得了磁场势能。
同样地,两块相互吸引的磁铁,要想让它们做功,首先需要有外部能量,也就是外力作用,把两块磁铁分开,让它们保持一定距离来获得磁场势能,然后撤掉外力之后才能做功。
还是拿弹簧举例子就更好理解了,在没有外部能量输入,也就是没有外力作用的情况下,弹簧就不具备弹性,也不能对外做功,只有外力作用到弹簧上,压缩或者拉伸弹簧之后,弹簧才具有弹性势能,具备了做功的本领,才可能会对外做功。
但弹簧做功与否与弹簧的弹性没有任何关系,理论上无论做了多少功,弹簧都一直具有弹性,当然这是理想状态,不考虑弹簧的变形等因素。
而现实中想让磁铁失去磁性,其实也不难。最常见的方法是给磁铁加热,热运动会打破磁铁内部微小单元磁畴的排序,让其不再有序排列而是变得非常混乱,如此一来,磁畴的磁极就会相互抵消,磁铁也不再具有磁性。
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