什么是磁铁简单介绍（磁铁是怎么形成的原理）

#2020生机大会#

磁铁吸金条？视频迷真相

我们都知道磁铁是用来吸铁的，磁铁对铁、钴、镍以及它们的合金有磁性，但对其它金属比如金银铜铝铅等等都没有磁性，你无论多强的磁铁都没办法吸起金币——除非它是假的。

磁铁真能吸黄金？

但是前几年就发生了这么一起怪事，有人用强磁铁去吸自己买的金条，它居然也能被吸动，并且这块99.99%纯金条还是通过正规渠道购买的。事情经过媒体宣传放大，一时间激起轩然大波，许多人质疑黄金掺假，说“卖金条的是大骗子”。

“磁铁吸金条”的新闻视频

黄金真的掺假了吗？人都说有图有真相，现在连视频都有了，“假冒金条”到底是不是谣言呢？要想搞清楚这个问题，我们还是要回归科学，看看磁铁跟金条之间到底有什么关系。

磁性是什么？

严格地说，世上所有的东西都有磁性。因为磁性来自于两个方面：电流和自旋磁矩的基本粒子。

我们都知道电流能产生磁场，那么什么是自旋磁矩的基本粒子呢？这些基本粒子包括电子和原子核。原子核的磁矩很弱，一般只有在讨论核磁共振时才考虑到它，因此电子的自旋是物质磁性的最主要来源。

电子自旋磁矩

电子自旋产生磁矩，所有物质里都有电子，为什么绝大多数没有表现出磁性呢？这是因为电子们并没有按照同样的方向旋转，它们的磁场方向是乱的，磁矩相互抵消，因此总体上对外不显示磁性。

只有极少数物质能把它的磁矩纠集到一个方向上来，这就是铁、钴、镍和它们的合金。在外部磁场的作用下，这些金属晶体的内部磁矩会部分或全部朝向同一个方向，从而产生统一的磁场。铁能产生自己的磁场，又能响应磁场，所以磁铁能吸起铁。

磁铁能吸铁

许多顺磁性物质（比如铂、铝等）和抗磁性物质（如铜、碳等）不会被磁铁吸引，但这并不是说磁铁对这些物质没有作用力，只不过是磁铁与它们之间的作用力太弱，我们平时感觉不到，只有在实验室用极精密的设备才能测出来。

磁铁的有趣实验

也许你见过这样一个有趣的实验：将一颗强磁铁投入一截铜管里，它并不是很快下坠，而是在铜管中缓慢地“下滑”，似乎有根无形的线拖拽着它。

磁铁在铜管里缓慢下行

甚至，我们能够将铜管反复颠过来倒过去，而悬浮在其中的磁铁始终都不会掉出来。

磁铁仿佛被无形的力拖拽着

前边说了，铜是抗磁性的，它不会被磁铁吸引，其自身也不能吸引别的东西。但铜管中一定有某种强大的力拖拽住磁铁，这个力究竟从哪里来呢？

学过高中物理的朋友应该还记得楞次定律：感应电流总是反抗引起感应电流的原因。

现在你应该恍然大悟为什么我们要用这么粗一个铜管：它不是为了证明我们有多么土豪，而是希望它产生足够强大的磁场。

当磁铁穿过厚厚的铜管，它的运动磁场会切割铜管，铜管相当于一组闭合线圈，运动磁场在线圈内部产生出感应电流。而根据右手法则，这个铜管内部的感应电流会同时产生反方向的磁场。磁铁的磁场越强大，运动速度越快，它在铜管内部感应的电流越大，产生的镜像磁场也越强。

磁铁运动产生感应磁场

由于镜像磁场的方向总是与引起感应电流的运动方向相反，因此磁铁在铜管里总是会受到与其运动方向相反的阻力。

楞次定律图解

换个角度谈问题

你可能会说，那只是个金块，不是金项圈或金镯子，磁铁也能在里边产生对抗的磁场吗？

让我们换一个铜板来做实验：用一枚强磁铁做一个单摆，在这个单摆的运动路线上立一块厚的铜板，当我们释放磁铁，它会撞上铜板吗？

磁铁为什么停下来？

磁铁在距离铜板很近的地方神奇地停住了，预料中的碰撞和反弹并没有发生，似乎有一个无形的力迅速让磁铁停了下来，并且过程非常柔和。

铜板本身没有磁性，随着磁铁的靠近，磁力线在铜板内部的感应电流越来越强，由此产生的镜像磁场阻挡了磁铁继续向前运动。磁铁的速度越快，铜板感应磁场越强，给到磁铁的反推力也越大。当我们将一块磁铁扔到一块水平的铜板上时，也能观察到类似的现象，磁铁在接触前的瞬间是缓慢落下的。

磁铁缓慢落到铜板上

金条是真的

如果你留意观察，就会发现几乎所有质疑金条真实性的视频中都用到了磁性极强的钕铁硼磁铁，并且实验者会将金条悬垂在桌边，用磁铁反复在附近推拉。

悬垂的金条像一个单摆

与铜类似，黄金和白银都是良好的导体，当钕磁铁强大的磁力线反复穿过导体，自然会在其中产生感应电流，进而产生镜像磁场。这样一来，当磁铁靠近时，磁场会对金条产生推力，而当磁铁快速离开，同向磁场又会拖着金条走，这样反复的来回之间就给人以磁铁吸金条的错觉。

所以，金条里并没有掺杂铁，金是纯金。让金条动起来的是磁铁强大的磁场和反复推拉所产生的感应电流和涡流拖曳力，如果你了解楞次定律和法拉第电磁感应原理，就不会对“磁铁吸金”的把戏大惊小怪了。

交流电磁感应的动画