生活中的磁性之我见

来永康

摘 要：现代社会中，人们对于磁并不会感到陌生，自从人类发现磁现象，便对磁展开了开发与利用，使其更好地为我们的生活生產服务。科学研究表明，所有物质都具备磁性，区别在于磁性强弱不同，所以从某种意义上来看，我们生活便是处在一个磁性世界，对于磁的应用更是无处不在。鉴于此，文章将首先对磁性知识进行概述，并且结合自身学习所得以及翻阅资料获悉，对我们生活中的磁性现象与具体应用展开分析。

关键词：生活;磁性;现象;应用

中图分类号：F239 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）04-0237-02

0 前言

磁性是物质的基本属性，主要是在物质能够激发磁场，并且会在外磁场作用下受到力的作用。实际上，我们生活中的任何物质都具备磁性，区别在于有强弱之分，一切具备磁性的物体都可被称之为磁体。不同的磁体以不同的形式存在于我们的生活当中，小到分子、原子，大到地球、天体等等，在我们生活中的磁场既看不到也摸不着，但磁性却真真切切地存在于我们生活的每一处角落。

1 物质磁性分类

1.1 抗磁性

任何物质都具备抗磁性，这一特性属于物质内部运动电子在外磁场作用下所表现出的特定性质。结合磁化率与温度之间的关系，可将抗磁性分为经典与反常两种，其中经典抗磁性的磁化率并不会因为温度或磁场的改变而改变，而反常抗磁性由于是因为导电电子受到周期性晶格场作用所引起，因此其磁化率会跟随温度与磁场有所变化[1]。从本质上来看，真正的抗磁性物质为无原子固有磁矩的物质。

1.2 顺磁性

在呈现出顺磁性的物质当中，原子或是分子一定具备稳固的固有磁矩。任何顺磁性物质，在外界磁场为零时，会因为热运动作用的存在，其原子磁矩取向都会在杂乱无章的，不会呈现出磁性;而当外界磁场不等于零时，其原子磁矩取向一定呈现与外界出厂相同的方向，此时便有可能体现出弱磁性。

1.3 铁磁性

铁磁性主要是由铁磁体内部相邻原子电子间的静电交换作用所引起，从本质上来看属于一种典型的交换耦合作用，在这一作用之下，整个铁磁体内部会逐渐形成磁畴。此外，铁磁体还具备居里温度这一特征，也即是当外部温度小于这一温度时，磁畴内部的原子磁矩磁化方向便会呈平行排列组合，具有极强的磁性且自发磁化;而当温度超过这一温度时，磁畴内部原子磁矩磁化方向则杂乱无序，自发磁化也就消失[2]。一般情况下，铁磁体物质不会显现磁性，主要是因为外界无磁场作用，内部磁畴即便出现自发磁化，但每个磁畴磁化方向均杂乱呈现，所以磁性会相互抵消。上述所言铁磁体中所具备的性质，我们均可称之为铁磁性。

2 现实生活中的磁性现象与应用

一说到磁，大多数人潜意识中会觉得虚无缥缈，在印象中好像只有磁铁、指南针与磁有关系。时至今日，在我们生活中对于磁有了大量应用，比如录音机便是利用磁录音带实现录音功能的，也使得人们对磁的概念认识有所提高。然而，依旧有许多人将其他物质认定为无磁性，认为磁非常少见。实际上在大量的科学研究中已经表明，在我们的生活中磁性现象与应用无处不在，从微观世界到宏观世界都蕴含着丰富的磁性现象。文章将结合我们的现实生活，对其中的磁性现象与应用展开分析。

2.1 磁化水在生活中的应用

所谓磁化水，指的是被磁场磁化了的水，具体来讲即是施加普通水一定流速，沿着与磁力线相垂直的方向去通过一定强度的磁场，此时普通水便会转变为磁化水。而磁化水有着非常神奇的功效，在我们生活中的工业、农业及医学等不同领域都有着广泛应用。在工业领域，早期人们主要利用磁化水去处理锅炉水垢，而发展到现在，磁化水已经被广泛应用到各类高温炉的冷却系统当中，大幅提升了冷却效果。此外，也有很多化工厂利用磁化水去加速化学反应速度，在产量提升方面效果明显。同时建筑行业利用磁化水进行混凝土搅拌，能够提升其强度，都能够直接在经济效益方面体现出来;在农业领域，应用磁化水浸种，能够提高种子的发芽率，并且发芽幼苗品性良好，具有茎粗、根系发达等特点。应用磁化水进行灌溉，能够加速有机肥分解，促进农作物吸收。应用磁化水喂养畜禽，能够降低畜禽的发病率，加速畜禽健康生长;在医学领域中，应用磁化水能够将多种细菌病毒进行清杀，对多种疾病都有良好的治疗效果，比如在治疗各类结石症状（胆结石、肾结石等等）、高血压、糖尿病等都有实效，而对于长期属于亚健康状态的现代人而言，多应用磁化水同样可起到防病健身的作用;在日常生活当中，我们应用磁化过后的洗衣溶液清洗衣物，会洗得更加干净，即便是单纯用磁化水清洗衣物，同样能够取得不错的清洗效果。

究其原因在于水经过磁化之后，其性质会发生一定的物化变化，由原来的13-18个大分子团转变为5-6个小分子团，其穿透力、溶解度以及表面张力都得到进一步加强，尤其是水中的CaCO3和MgCO3在蒸煮过程中会分解出Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2，由于质地松软，所以难以在壁上堆积，从除垢效果非常好。

2.2 医学领域中的磁性应用

早在明朝我国古代医学家李时珍便在《本草纲目》中记载了磁石的临床医疗功效，时至清朝同样有医书讲明，磁石是治疗眼病最为有效的方法。而在现代医学领域，核磁共振正是利用了磁性现象，能够实现对人体异常组织的诊断，进而判定疾病所在及成因。具体来讲，核磁共振成像技术的主要原理在于：原子核携带正电且做自由旋转运动，并且自旋轴的排列无规律可循，将其放置在外部磁场当中，能够使其由无序转向为有序，自旋系统的磁化矢量会从零开始增长，直到系统趋于平衡，磁化程度便能达到稳定值[3]。倘若此时原子核自旋系统受到外力作用，比如特定频率的射频对原子核进行激发，便会引发共振效应。待射频脉冲停止后，自旋系统中被激化的原子核无法维持此状态，便会恢复到原来的磁场排布状态，并且有一定能量释放出来，形成射电信号，将这些信号检测出来且实行空间辨别，便可得到运动状态下的原子核分布图像。核磁共振的特点便在于流动液体不会产生信号，也被称作为流动空白效应，所以由于血管属于灰白色管状结构，所以在图像中呈现出来的血液便为无信号的黑色，如此一来血管与软组织能够清晰分开。此外，脊髓周围包围着脑脊液，而脑脊液为黑色呈现，同时白色硬膜作为脂肪衬托，能够让脊髓以白色的强信号结构呈现出来。

现如今，核磁共振在医疗领域中已经在全身系统的成像诊断中有着广泛应用，实践表明效果最好的为颅脑、脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织等等，尤其是对心血管疾病的诊疗，不仅能够对各腔室、血管及瓣膜进行细致观察，还能作心室分析，给出常规性诊断。由于核磁共振影像有着较高的空间分辨率，能够清晰显示心脏及病变全局面貌，对病变与周边结构的关系一目了然，所以相较于X线成像、CT检查等手段要更加先进。

除此之外，医疗领域的磁性应用不仅可用作诊断，还能够辅助治疗疾病。其中，磁石作为我国古老中医中的药材，同时磁场与人体内部经络存在相互作用，可用磁疗手段去治疗多种疾病，现在市面上已经出现了磁疗枕、磁疗腰带等产品。

2.3 勘探领域中的磁性应用

地球磁场的变化能够被用来进行矿床的勘探工作，其原理主要基于所有物质均具备磁性这一特点，倘若这些矿石聚集在一起形成矿床，一定会对周边地域的地磁场造成干扰，从而导致存在异常现象。结合这一点推断，我们可通过对陆地、海洋等大范围进行磁性测量，进而获取地磁图，圈定地磁图中磁场异常区域展开针对性勘探，便能够大大提高矿床发现概率。同时，由于年代不同的地质岩石，其磁性也存在强弱之分，所以我们可结合岩石磁性去判断地质年份与地壳变化。当然，许多矿产资源均具备共生性，也即是多种矿物质混合一体，其具备的磁性也各不相同，那么针对于此人们开发出来磁选机设备。该设备主要是利用成分不同的矿物质的不同磁性，利用磁铁对其进行吸引，便能够区分出不同磁性的矿物质，实现精准度的磁性选矿。

从实际勘探选矿工作情况来看，在大量的造岩矿物中，具备强磁性的矿物质只有磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿以及磁赤铁矿等少部分，所以一般的岩矿石的磁性都会表现得较弱，这都取决于上述矿物的具体含量。结合测定情况来看，单从磁化率进行比较，沉积岩要比岩浆岩、变质岩更低，其中岩浆岩中基性与超基性岩的磁性表现最强，而酸性岩则磁性表现较弱。变质岩的磁性强弱主要取决与原岩成分及变质中的化学变化，倘若原岩为花岗岩等，那么会表现为无磁性;倘若原岩为基性岩，那么变质后的岩石会呈现一定中等磁性。

2.4 军事领域中的磁性应用

在军事领域中同样应用了大量磁性材料，比如普通型的水雷或是地雷，唯有在接触目标的瞬间爆炸，所以可控制性并不靠，但如果将磁性传感器设置在水雷或地雷上，那么由钢铁锻造的坦克车、军舰等在接近时便能够探测到周边磁场的变化，无需与目标直接接触便会爆炸，从而具备更高的杀伤力。

在现代战争中，夺得制空权便等于取得了胜利的一半，然而战斗机在飞行过程中极易被敌方雷达侦测到，给自身带来极大危险。因此，为了躲避掉雷达监测，可在战斗机在表面涂上一层特殊的磁性材料——吸波材料，这种材料能够将雷达所发出的电磁波吸收掉，进而降低雷达电磁波的反射，那么敌方雷达没有探测到回送的雷达回波，便无法侦测到飞机，这便是我们常听说的“隐形飞机”。这种隐形技术是现阶段国际军事科研领域的必争之地，目前最为先进的技术应用为美国的F117隐形战斗机。

此外，美国新型武器库中，“电磁武器”处在研发阶段，我们所熟知的传统火炮主要利用的是弹药爆炸中所产生的瞬间膨胀力去推动炮弹发生，进而推出炮膛。但这种新型的电磁炮则是将炮弹放置在螺线管当中，通过接通电源，利用螺线管产生的磁场形成的巨大推动力去发射炮弹。

3 结语

综上所述，随着科学家的不断努力，在对物质磁性的研究方面取得了极大进展，在各行各业中磁性都已得到广泛应用，这对于人们日常生活水平的提升，社会时代的发展进步而言有着重要的现实意义。然而，相较于电学、光学与力学而言，磁学在物理学中的地位还有很大提升空间，不仅当前所掌握的磁性理論远远落后于实验现状与应用需求，并且许多实验结果都无法利用现有理论模型进行解释。当然，作为一名学子，我认为在不久的将来，磁学将会受到更多人的关注，在我们生活中也会得到更为广泛的应用发展。

参考文献

[1] 徐小玲.奏响生活旋律，营造磁性课堂[J].考试周刊，2014（a2）：46.

[2] 倪琛.用磁性的课堂诱发学生灵性的表达[J].新课程（上），2017（5）：100-101.

[3] 朱文瑞.让物理课充满“磁性”[J].教育界，2015（7）：71.