磁单极,磁为什么不能以单极的形式存在?

2022-04-13 08:58:06 发布:网友投稿
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把一根磁棒截成两段,可以得到两根新磁棒,它们都有南极和北极磁单极。事实上,不管你怎样切割,新得到的每一段小磁铁总有两个磁极。因此,人们认为磁体的两极总是成对的出现,自然界中不会存在单个磁极。

然而,磁和电有很多相似之处。例如,同种电荷互相推斥,异种电荷互相吸引;同名磁极也互相推斥,异名磁极也互相吸引。用摩擦的方法能使物体带上电;如果用磁铁的一极在一根钢棒上沿同一方向摩擦几次,也能使钢棒磁化。但是,为什么正、负电荷能够单独存在,而单个磁极却不能单独存在呢?多年来,人们百思而不得其解。

1932年,著名的英国物理学家狄拉克,从理论上预言磁单极是可以独立存在的。他认为:“既然电有基本电荷——电子存在,磁也应该有基本磁荷——磁单极子存在。”他的这一预见吸引了不少物理学家用各种方法去寻找磁单极子。人们在各种物质中,如矿物、火山灰、陨石、月球土壤中寻找磁单极子;也在加速器产生的粒子中寻找过磁单极子,用最先进的方法和最精密的仪器,但都一无所获。渐渐地,人们认为磁单极子可能根本不存在。

但是,在1975年,美国科学家在高空气球上探测宇宙射线时,意外地发现了一条单轨迹。经分析,认为这条轨迹是磁单极子留下的痕迹。然而这并不能说明真正找到了磁单极子。1982年2月14日,美国斯坦福大学的物理学家布拉斯·卡布雷拉宣布,他利用超导线圈发现了一个磁单极子,不过后来再没有找到新的磁单极子。科学实验必须能经得起多次的重复,所以,仅有这一事例还不能证实磁单极子的存在。

目前,寻找磁单极子的工作仍在继续进行,科学家们不断改进实验方法,提高探测仪器的精度。实现理想也许要经过好几代人的努力,这是一项长期而艰巨的任务。

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这没有疑问,肯定有N、S极。根据科学家对磁性的来源的猜想,物体内的原子中的电子绕原子核运动,类似于环形电流,因为电流的周围存在磁场,所以每一个原子就相当于一个微型小磁针。有磁性的物体,其中大量的微型小磁针指向较为一致,磁体中间微型小磁针磁极性质相反,磁性互相抵消,磁性较弱。而在磁体的一端,出现的必然都是微型小磁针的同一磁极,另一端都是微型小磁针的另一磁极,磁极性质相同,磁性互相加强,所以,磁体上必有两个磁性最强的地方,称为磁极,根据其指向性,分别叫做N极(北极)和S极(南极)。任何磁体都不例外,所以,将磁体制成球形同样有N、S极。

对球形磁体,要确定其磁极性质可分两步处理。第一步确定磁极位置,将球形磁体放入细铁屑中,吸附细铁屑多的地方就是磁极。第二步确定N、S极。一种方法是利用磁体的指向性。将球形磁体两极水平悬挂起来,使之能在水平面内自由转动,静止时,指北的一段是N极,指南的一端是S极。另一种方法时是利用磁极间的相互作用规律。用一个已知磁极的磁铁的一个磁极(如N极)靠近球形磁体的一个磁极,如相互排斥,则为同名磁极;如相互吸引,则为异名磁极。

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