人工碼字機(jī)
不會(huì)還有人沒見過磁性筆吧?
動(dòng)動(dòng)小手,一支完整的磁性筆瞬間就能被拆成十余節(jié)長短若一的金屬管。
再動(dòng)動(dòng)小手,用其中一節(jié)金屬管拂過其余金屬管——余下的那一節(jié)節(jié)像是被某種力量給捕捉到了,從桌上依次彈起,又重新組合起來。
只要手巧,還能用那些金屬管拼裝出小狗、小蛇、小人的模樣,甚至還能做出人工風(fēng)車。這一切,看起來就像是魔法的力量。
注意專家提醒,磁性筆有安全風(fēng)險(xiǎn),切勿吞食!
磁力:串聯(lián)筆管的魔法引線
不過說到底,哪有什么魔法!磁性筆的構(gòu)造,其實(shí)并不復(fù)雜:它主要由多段管狀磁鐵和普通的水筆筆芯組成。
作為磁體,這些管狀磁鐵在相互靠近時(shí),會(huì)形成一個(gè)磁場(chǎng),由磁場(chǎng)釋放的磁力,會(huì)把一節(jié)節(jié)磁鐵串聯(lián)在一起。這就是為什么磁性筆的金屬管,可以不借助螺絲等工具,完成自由拆卸組合的原因。
當(dāng)然,磁場(chǎng)的存在是無法被肉眼看見的。只有在某些科研實(shí)驗(yàn)室,科學(xué)家們才能通過特制的原子級(jí)電子顯微鏡,觀察到磁場(chǎng)中正在運(yùn)動(dòng)的微小粒子。所以,在磁場(chǎng)被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)和定義之前,它釋放的力量就會(huì)被人們冠以“魔法引線”“神之繩索”等稱呼。這樣的稱呼雖然很不科學(xué),但我們卻可以借助這種聯(lián)想,更好地理解磁場(chǎng)與磁力。
大家可以想象一下,在磁性筆筆管的周圍,磁場(chǎng)散發(fā)的磁力像引線一般,將一節(jié)節(jié)筆管串聯(lián)在一起。當(dāng)我們用外力強(qiáng)行將筆管們分開,磁場(chǎng)轟然崩塌,引線斷裂,筆管之間就失去了聯(lián)系;而當(dāng)筆管們重新靠近,磁力的引線便會(huì)復(fù)原,從而將它們恢復(fù)成最開始的串聯(lián)形態(tài)。
基于同樣的原理,這些磁鐵管便可以和同樣具有磁性的磁力珠拼裝成各種形狀。我們同樣可以想象成,有一根根看不見的魔法引線,在連接、鎖定這些磁力珠和磁力管。
這,就是磁性筆的百變之秘。
Q&A
問:將一塊條形磁鐵從中間掰斷,它還會(huì)有兩個(gè)磁極嗎?
答:當(dāng)然。它就會(huì)變成兩條條形磁鐵,各自還會(huì)形成兩個(gè)極。斷裂處還會(huì)互相吸引。
磁場(chǎng):無處不在的魔法力場(chǎng)
只有磁鐵才具備磁場(chǎng)嗎?
答案是否定的。事實(shí)上,磁場(chǎng)廣泛存在于我們的日常生活之中:手機(jī)、冰箱、電視機(jī)、空調(diào)、發(fā)電機(jī)、變壓器……乃至于我們所處的這個(gè)地球,都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
由于磁場(chǎng)的不可觀察性,我們很容易忽略磁力對(duì)我們的作用。但在科學(xué)家眼里,磁場(chǎng)卻大有妙用:在衛(wèi)星尚未被發(fā)明的年代里,人們就是依托地球磁場(chǎng)散發(fā)的磁力,制造出指南針,在茫茫大海中來為自己辨別方向。
而隨著科學(xué)家對(duì)磁場(chǎng)研究的深入,以及對(duì)太陽系其他行星的探索,我們也驚訝地發(fā)現(xiàn):原來地球磁場(chǎng)的存在,不僅能為人們指明方向,它還能抵擋來自宇宙的各類輻射,保護(hù)生命賴以生存的大氣和水不被強(qiáng)力的太陽風(fēng)刮向宇宙深處。與之對(duì)應(yīng)的是,和地球毗鄰的火星正是因?yàn)槿狈Υ艌?chǎng)的保護(hù),才變成了如今干燥貧瘠的模樣。
從這個(gè)角度出發(fā),磁場(chǎng)倒真的頗有幾分魔幻的感覺——它就像是一個(gè)巨大的玻璃罩,保護(hù)著星球上的各種生命。絢爛的極光,正是地球磁場(chǎng)和大氣層在攜手保護(hù)地球的見證。
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2023年4期