1997年,科学家制造出了一只反重力青蛙,这只青蛙在直径32nm的螺线管中悬空漂浮了起来,完全无视地球的重力,并且在青蛙的身上并没有装任何其他的装配,那么科学家是如何让青蛙悬浮起来的?
问题就在那个特别的螺线管上,里面有很是强的磁场,恰是磁场让血肉之躯的青蛙飞了起来。那么这个磁场有多大呢?
为了便利理解,做个对比,地球的磁场强度为30微特斯拉,也就是0.00003特斯拉,一块通俗的磁铁强度为0.001特斯拉,钕磁铁的磁场强度为1.4特斯拉,尝试室给青蛙供给的磁场强度为16个特斯拉,半斤八两于通俗磁铁的1.6万倍。
上图就是青蛙漂浮在了管道的中心,并没有凭借周围任何位置,不仅仅是青蛙,可以说万物皆可漂浮,科学家还实现了水滴漂浮。
栗子漂浮:
有些人会认为必定是科学家在这些物体里植入了磁铁,其实并没有,若是真的植入了磁铁的话,反而物体才不轻易悬浮,它很轻易发生翻转,磁极倒置,青蛙、栗子城市立即被壮大的力量吸引到底部。
而在科学家所作的这个尝试中,这些物体都可随便往管道中一扔,不消分什么正背面,也不管是哪个朝标的目的,都可以完美漂浮,还很是不变。
其实这是操纵了物质的抗磁性效应。
在糊口中,所有的材料可以分为三种:铁磁性、顺磁性和抗磁性。
不管是哪一种材料它的磁性本家儿要由原子最外层电子的几多,以及如何摆列有关。还有就是每一个电子在自旋的过程中城市发生一个磁矩,就像是一个有两极的小磁铁一样,这是物质发生磁性的关头。
铁磁性
铁磁性最典型的代表材料当然就是铁。原子轨道内部的电子数目是当作对的,且自旋相反,所以磁矩就抵消失落了,可是铁原子最外层的电子是奇数,它不当作对,所以就会表示出一个细小的磁矩。
在没有外来磁场感化的时辰,所有铁原子最外层的电子是随机摆列的,磁矩互相抵消,那么一块铁就没有了磁性。
当给铁施加了外磁场的话,铁原子最外层的电子就会在磁场的感化下摆列的很是整洁,指标的目的统一个偏向,这些细小的电子发生的磁矩叠加在一路,所有整块铁就会酿成一个磁铁。
这就是为什么把铁接近磁铁的时辰,不管是两极,它城市吸引铁。当我们把铁接近磁铁的海说神聊极时,电子的南极就会被吸引,海说神聊极被排斥,相反把铁接近磁铁的南极,电子的指标的目的就会倒置。
这也是为什么我们长时候把铁放在磁铁上,磁铁也会被磁化,因为外磁场可以让铁原子最面最外面的电子指标的目的一个偏向,但跟着时候的推移,电子的指标的目的又会趋于紊乱,铁的磁性也会消逝。
顺磁性
顺磁性材料会表示出十分细小的磁性,代表材料就是铝、氧气、铂等等,顺磁性材料跟铁磁性有相似之处,它们原子的最外层也是一个电子,也有磁矩,可是顺磁性材料原子最外层的电子会与临近的原子最外层的电子配对,抵消失落磁性。(就像上图的样子)
在施加外磁场的时辰,这些已经配对的电子就不那么轻易发生偏转了,是以这种材料所表示出的磁性很是小。
但也是可以被检测到的。
抗磁性
抗磁性从名字就可以看出,它发生的磁场老是与原有磁场发生匹敌,也就是说是相反的。
这种材料很是多,罕见气体、非金属,以及少量的金属都是抗磁性,还有常见的木头、水、任何有机体,这些也都是抗磁性。
您把一小片木屑放到水面上,然后用磁铁接近水面,您就会发现,在磁铁没有接近木屑的时辰,也会也会被磁铁推离。
抗磁性材料的原子外层电子是当作对的,从单个原子来说它就是磁中性,所以给这些材料外加磁场是没有任何感化的。
那么强磁场又如何使抗磁性物体悬浮起来的?又如何发生抵当磁场的?
外加磁场可以使得原子的电子在活动的过程中发生感应电流,绕原子运行的细小的电流就使得每一个原子酿成了细小的电磁铁,这就是我们常传闻的电磁感应现象。
它发生磁场的偏向老是和施加在原子上的磁场相反,是以抗磁性材料就本家儿要表示出了抵当原有磁场的能力。
其实任何物质城市发生抗磁性,只不外铁磁性、顺磁性材料的磁场力,已经完全抵消失落抗磁性发生的磁场力。
青蛙是抗磁性材料构成的,当把它放进强磁场今后,青蛙身体内的原子就会发生感应电流,并发生磁力,这个磁力老是排斥原有的磁力,若是施加的磁场够大的话,就可以抵消失落青蛙的重力,青蛙就漂浮了起来。
这种漂浮跟我们在空间站上体验到的漂浮是完全一样的,这申明我们也可以在地面上操纵磁场来缔造一个掉重情况,来研究生物体在掉重情况下的表示。
那么把人放进强磁场中呢?和青蛙的结果是一样的,我们人体也是抗磁性材料,我们的原子分子也会发生细小的感应电流,进而发生细小的感应磁场和原有的磁场匹敌。
人体也会漂浮起来。可是区别在于人很是重,所需要的磁场强度很是大,且尝试的仪器体积也要很大。
以人类此刻的能力还无法制造出可以或许将人托起来的磁场。










