超磁王磁鐵-tft每日頭條

超磁王磁鐵

生活更新时间:2024-06-20 19:57:13

原來阻止我成為萬磁王的竟然是速度？？

趕緊拿起手邊的小磁鐵開始練習

萬一呢？

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）1

實驗器材

所标杯、小磁針、磁鐵、紙闆

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）2

實驗過程

首先，我們旋轉小磁針

當其靜止後，我們找到了南北方向

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）3

然後，将三個小磁針底座沿南北方向排列

随機取向的小磁針最終會同時指南

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）4

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）5

我們用磁鐵吸引小磁針使其反向

撤去磁鐵後

小磁針可以保持在”指北”的狀态

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）6

我們抖動紙闆

小磁針的狀态受到擾動後

會恢複最初的南北指向

說明剛才小磁針所處的狀态是亞穩态

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）7

如果我們用磁鐵靠近小磁針

并在其旁邊做往複運動

可以看到速度較慢時

小磁針的振動不會傳遞

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）8

當其振動頻率适中時

振動傳遞到了第三個小磁針

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）9

當振動頻率很快時

小磁針振動幅度減小

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）10

原理解說

指南針的磁矩在外部磁場的作用下會趨向于與磁場方向平行。對于一個單獨的指南針來說，受地球磁場的作用下，磁針的N極指向了地球的磁南極，就起到了指南的作用。

對于放在一起的小磁針組，彼此會受到各自産生的磁場作用，而在磁針相距很近時，這個磁場的強度會大于地球的磁場強度，所以排成一條直線的小磁針會傾向于朝向直線的方向。

但由于地球的磁場對磁針組仍起着作用，磁針朝向直線的兩個方向亦有總能量的差别。從實驗中看到，若小磁針的初始朝向比較混亂，則最終的磁針組的N極方向更容易朝向較偏向于地球南極的方向。

但在外力的作用下，比如用一塊磁力較強的钕磁鐵推動小磁針組轉向相反的方向，受磁針組自身的磁場影響下，磁針會進入和地球磁場反向的亞穩态中——盡管這個狀态的總能量比與地球磁場同向要高，但是想要反轉回同向的中途狀态會使磁針組自身的磁場能量升高，形成勢壘。克服這個勢壘則需要一些外力的擾動，比如震動放置磁針組的底座。整體的能量可用下圖近似：

超磁王磁鐵（一塊小磁鐵就能助你成為萬磁王）11

在圖中的最低點位置附近，總能量的曲線可以用二次函數近似，因此對于使小磁針偏移一定角度之内的擾動，可以近似地認為每個小磁針的擾動都是一個簡諧振子，有着相同的固有頻率。當我們用來回擺動的磁鐵在磁針組的一端對最末端小磁針吸引使其偏轉時，若使擺動頻率接近上述提及的固有頻率，便可以将這個擾動沿着磁針組傳遞至另一端。

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