我們的祖先早在遠(yuǎn)古時(shí)代新發(fā)現(xiàn)一種石頭能吸引鐵釘子,當(dāng)時(shí)就把這類石頭叫做“慈石”,意思是說(shuō)它可以吸鐵,就像慈愛(ài)的媽媽能吸引自己的子女一樣具有吸引力。公元前3世紀(jì),也就是離現(xiàn)在2300多年以前的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,在《呂氏春秋》這部古典名著里,就有“慈石召鐵”的記載,意思是說(shuō)“慈石可以吸引鐵”。指南針?biāo)灸?jpg
秦始皇統(tǒng)一中國(guó)以后,他為了逍遙作樂(lè),不惜耗費(fèi)大量的人力和物力,建造富麗堂皇的阿房宮。由于他的這一舉動(dòng)很不得人心,曾多次遭到行刺,但都僥幸脫險(xiǎn),因此他整日提心吊膽,生怕被人刺死。于是秦始皇在建造規(guī)模宏大的阿房宮時(shí),為了防范刺客人宮行刺,他命令建筑工匠們?cè)诖箝T(mén)上設(shè)計(jì)安裝了秘密的警衛(wèi)裝置。聰明的工匠們根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn),用當(dāng)時(shí)還叫“慈石”的原料修建了大門(mén)。對(duì)此,在一本叫做《三輔黃圖》的書(shū)中就有記載。書(shū)中寫(xiě)著:阿房宮“以磁石為門(mén)”,“朝者有隱甲懷刃,入門(mén)而脅止”。意思是說(shuō),阿房宮的門(mén)是用磁石砌成的,進(jìn)去的人如果有暗藏武器的,一進(jìn)門(mén)就能被發(fā)現(xiàn)??梢?jiàn),有了磁石門(mén)以后,身披鐵甲,懷揣利刃的刺客想馮進(jìn)阿房宮是辦不到的,一到門(mén)口就會(huì)立即被識(shí)破。
用磁石壘成磁石門(mén),這是我們的祖先在科學(xué)技術(shù)史上的一大創(chuàng)舉。后來(lái),我們的祖先還發(fā)現(xiàn)磁石有指示南北方向的性質(zhì),利用這種性質(zhì),在2000多年以前,中國(guó)人就發(fā)明了世界上第一個(gè)指南工具,取名叫“司南”。它的形狀像把勺子,放在一個(gè)光滑的平板上,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)并當(dāng)它停下來(lái)的時(shí)候,它的把柄一端就指向南方。后來(lái),司南就逐步演變成使用更為方便的指南針,也叫羅盤(pán),并傳到了世界各國(guó)。有人說(shuō)“中國(guó)是磁的故鄉(xiāng)”,確實(shí)當(dāng)之無(wú)愧。
磁鐵的最早應(yīng)用.jpg
在長(zhǎng)期的實(shí)踐活動(dòng)中,人們把能吸引鐵一類物體的性質(zhì),叫做磁性,把具有磁性的物體叫做磁體,如果磁體的磁性能長(zhǎng)期保留的活,這種磁體就叫永磁體。永磁體有天然磁體和人造磁體。人們通過(guò)對(duì)人造磁體的研究,發(fā)現(xiàn)它有兩個(gè)磁極,一個(gè)叫南極,也叫S極;另一個(gè)叫北極,也叫N極,在兩個(gè)磁極的地方吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的能力最強(qiáng)。
同正負(fù)電荷之間會(huì)發(fā)生相互作用一樣,磁體不同性質(zhì)的兩個(gè)磁極之間也有相互作用力,這種力叫做磁力。同名的磁極相互排斥,異名的磁極相互吸引。所不同的是,正負(fù)電荷可以分開(kāi),而一個(gè)磁體的南極和北極卻不能分開(kāi)。長(zhǎng)期以來(lái)人們做了許多實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)無(wú)論把一塊磁體分割成多少小塊,每一小塊仍然會(huì)含有一個(gè)南極和一個(gè)北極。一個(gè)磁體上的南極和北極是永遠(yuǎn)不會(huì)分開(kāi)的,它們總是成對(duì)出現(xiàn),是怎么也分隔不斷的。
把一根沒(méi)有磁性的鐵釘放在條形磁鐵一端的附近,它立刻就會(huì)變成有磁性了,也就能吸引鐵屑了。這種把原來(lái)沒(méi)有磁性的物體變成有磁性物體的現(xiàn)象,就叫做磁化,也叫做磁感應(yīng)。不同的物質(zhì)磁化情況是不一樣的,因此它們有不同的用途。
與電荷周?chē)嬖谥环N叫做電場(chǎng)的特殊物質(zhì)一樣,在磁體周?chē)泊嬖谥环N特殊形式的物質(zhì),我們把它叫做磁場(chǎng)。磁力就是通過(guò)磁場(chǎng)的媒介作用來(lái)傳遞的。
磁鐵的磁場(chǎng).jpg
大家已經(jīng)知道,客觀存在的東西就是物質(zhì),它的存在是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。但是,大家可能還不太了解,客觀存在的物質(zhì)有兩種形式,一種是有形的物質(zhì),它由分子、原子組成,看得見(jiàn),摸得著,比如,銅、鋁、鋼鐵等等;另一種是無(wú)形的物質(zhì),它不是由分子、原子組成,看不見(jiàn),摸不著,但是它具有物質(zhì)的摹本屬性,比如具有能量等等,科學(xué)實(shí)驗(yàn)中也是可以測(cè)量的。比如我們現(xiàn)在談到的磁場(chǎng),還有前面講到的電場(chǎng),都是這樣特殊形式的物質(zhì),它們確實(shí)是客觀存在的一種具體的東西。
人們雖然很早對(duì)磁場(chǎng)就有了一定的了解,但只局限于一些直觀的現(xiàn)象,而對(duì)磁本質(zhì)的認(rèn)識(shí)卻很晚。經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月之后,直到1820年丹麥人奧斯特才把這個(gè)秘密揭示了出來(lái)。