#2020生機大會#

我們都知道磁鐵是用來吸鐵的，磁鐵對鐵、钴、鎳以及它們的合金有磁性，但對其它金屬比如金銀銅鋁鉛等等都沒有磁性，你無論多強的磁鐵都沒辦法吸起金币——除非它是假的。

磁鐵真能吸黃金？

但是前幾年就發生了這麼一起怪事，有人用強磁鐵去吸自己買的金條，它居然也能被吸動，并且這塊99.99%純金條還是通過正規渠道購買的。事情經過媒體宣傳放大，一時間激起軒然大波，許多人質疑黃金摻假，說“賣金條的是大騙子”。

“磁鐵吸金條”的新聞視頻

黃金真的摻假了嗎？人都說有圖有真相，現在連視頻都有了，“假冒金條”到底是不是謠言呢？要想搞清楚這個問題，我們還是要回歸科學，看看磁鐵跟金條之間到底有什麼關系。

嚴格地說，世上所有的東西都有磁性。因為磁性來自于兩個方面：電流和自旋磁矩的基本粒子。

我們都知道電流能産生磁場，那麼什麼是自旋磁矩的基本粒子呢？這些基本粒子包括電子和原子核。原子核的磁矩很弱，一般隻有在讨論核磁共振時才考慮到它，因此電子的自旋是物質磁性的最主要來源。

電子自旋磁矩

電子自旋産生磁矩，所有物質裡都有電子，為什麼絕大多數沒有表現出磁性呢？這是因為電子們并沒有按照同樣的方向旋轉，它們的磁場方向是亂的，磁矩相互抵消，因此總體上對外不顯示磁性。

隻有極少數物質能把它的磁矩糾集到一個方向上來，這就是鐵、钴、鎳和它們的合金。在外部磁場的作用下，這些金屬晶體的内部磁矩會部分或全部朝向同一個方向，從而産生統一的磁場。鐵能産生自己的磁場，又能響應磁場，所以磁鐵能吸起鐵。

磁鐵能吸鐵

許多順磁性物質（比如鉑、鋁等）和抗磁性物質（如銅、碳等）不會被磁鐵吸引，但這并不是說磁鐵對這些物質沒有作用力，隻不過是磁鐵與它們之間的作用力太弱，我們平時感覺不到，隻有在實驗室用極精密的設備才能測出來。

也許你見過這樣一個有趣的實驗：将一顆強磁鐵投入一截銅管裡，它并不是很快下墜，而是在銅管中緩慢地“下滑”，似乎有根無形的線拖拽着它。

磁鐵在銅管裡緩慢下行

甚至，我們能夠将銅管反複颠過來倒過去，而懸浮在其中的磁鐵始終都不會掉出來。

磁鐵仿佛被無形的力拖拽着

前邊說了，銅是抗磁性的，它不會被磁鐵吸引，其自身也不能吸引别的東西。但銅管中一定有某種強大的力拖拽住磁鐵，這個力究竟從哪裡來呢？

學過高中物理的朋友應該還記得楞次定律：感應電流總是反抗引起感應電流的原因。

現在你應該恍然大悟為什麼我們要用這麼粗一個銅管：它不是為了證明我們有多麼土豪，而是希望它産生足夠強大的磁場。

當磁鐵穿過厚厚的銅管，它的運動磁場會切割銅管，銅管相當于一組閉合線圈，運動磁場在線圈内部産生出感應電流。而根據右手法則，這個銅管内部的感應電流會同時産生反方向的磁場。磁鐵的磁場越強大，運動速度越快，它在銅管内部感應的電流越大，産生的鏡像磁場也越強。

磁鐵運動産生感應磁場

由于鏡像磁場的方向總是與引起感應電流的運動方向相反，因此磁鐵在銅管裡總是會受到與其運動方向相反的阻力。

楞次定律圖解

你可能會說，那隻是個金塊，不是金項圈或金镯子，磁鐵也能在裡邊産生對抗的磁場嗎？

讓我們換一個銅闆來做實驗：用一枚強磁鐵做一個單擺，在這個單擺的運動路線上立一塊厚的銅闆，當我們釋放磁鐵，它會撞上銅闆嗎？

磁鐵為什麼停下來？

磁鐵在距離銅闆很近的地方神奇地停住了，預料中的碰撞和反彈并沒有發生，似乎有一個無形的力迅速讓磁鐵停了下來，并且過程非常柔和。

銅闆本身沒有磁性，随着磁鐵的靠近，磁力線在銅闆内部的感應電流越來越強，由此産生的鏡像磁場阻擋了磁鐵繼續向前運動。磁鐵的速度越快，銅闆感應磁場越強，給到磁鐵的反推力也越大。當我們将一塊磁鐵扔到一塊水平的銅闆上時，也能觀察到類似的現象，磁鐵在接觸前的瞬間是緩慢落下的。

磁鐵緩慢落到銅闆上

如果你留意觀察，就會發現幾乎所有質疑金條真實性的視頻中都用到了磁性極強的钕鐵硼磁鐵，并且實驗者會将金條懸垂在桌邊，用磁鐵反複在附近推拉。

懸垂的金條像一個單擺

與銅類似，黃金和白銀都是良好的導體，當钕磁鐵強大的磁力線反複穿過導體，自然會在其中産生感應電流，進而産生鏡像磁場。這樣一來，當磁鐵靠近時，磁場會對金條産生推力，而當磁鐵快速離開，同向磁場又會拖着金條走，這樣反複的來回之間就給人以磁鐵吸金條的錯覺。

所以，金條裡并沒有摻雜鐵，金是純金。讓金條動起來的是磁鐵強大的磁場和反複推拉所産生的感應電流和渦流拖曳力，如果你了解楞次定律和法拉第電磁感應原理，就不會對“磁鐵吸金”的把戲大驚小怪了。

交流電磁感應的動畫

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