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失灵的指南车
——磁石

2016-09-28天虫

金色少年(奇趣科普) 2016年7期
关键词:磁石磁铁钥匙

天虫/文



失灵的指南车
——磁石

天虫/文

嘿,瞧,这就是那只“偷”走了伦敦一个居民区钥匙的猫!

小区的居民频频发生钥匙离奇失踪案,半个多月过去了,也没有破案,调查再调查,让每个居民都心神不定。在他们的申诉中都提到过一只曾在自家门前爬过的懒洋洋的小猫。

它的名字叫米罗,是一只喜欢四处拜访的猫。它的主人克里斯汀为了与别人的宠物猫区分开来,就在它的脖子上套了个项圈。

那么,猫咪是怎么偷走邻家的钥匙的呢?原来,主人给它套的项圈是用磁石做成的,爱串门的米罗常常不小心地吸到邻居家的钥匙和其他铁质制品,它的脖子上因此挂满了许多大小不同的钥匙,还有指甲剪、针、螺丝钉等。当克里斯汀终于发现,并将被“盗”物品一一从项圈上取下,带着“怪盗”米罗和失物到邻居家拜访道歉时,邻居们忍俊不禁,这也太搞笑了。

磁铁矿

其实,磁石(也就是磁铁矿)的特性是大家耳熟能详的,比如能吸铁,再比如同极相斥,说不知道的人肯定都不好意思出门。

磁石的主要成分是四氧化三铁,晶体常呈八面体和菱形十二面体,集合体呈粒状或块状,颜色为铁黑色。磁铁矿具有强磁性,中国古代的指南针——司南就是利用这一特性制成的。

相传,秦始皇统一中国后,把阿房宫的大门特意做成了磁石门,以此来防备刺客。刺客若是佩带铁制的利器剑或穿着铁甲进宫,就会被磁石门吸住。当然,这只是个传说,不过恰恰说明了我们的祖先很早就认识到了磁石的作用,并进行了广泛的应用。

辨别方向用的指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对物体磁性的认识与发明,最早的指南针——司南出现在战国时期

罗盘也是对磁石磁性的利用,多用于行军或航海定位

两颗石子=将军

让我们把时间退到2200年前的西汉吧。这种毫不起眼、毫无生气的小石子竟然和将军画了等号,是不是很离奇?

可做出这种看似脑残、行为不可理喻的既不是孩童,也不是头脑不清醒的人,而是开创了我国西汉王朝最鼎盛最繁荣时代的一代大帝——汉武帝刘彻。

据史料记载,早在先秦时代,我们的祖先就对磁石吸铁的特性有了足够的认识。比如《吕氏春秋》中就有“慈招铁,或引之也”的记载。那时的人称“磁”为“慈”,他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。汉以前,人们把磁石写做“慈石”。

那时的人们兴奋地做了许多实验,结果令人泄气。因为磁石除了能吸铁,并不能吸金、银、铜等金属,也不能吸砖瓦等物品。

只有一个人很聪明,发现了磁石同极相互排斥、异极相互吸引的规律。他就是汉武帝时的一个方士——栾大。无意发现这个现象,他就动起了心思,利用磁石同极相斥、异极相吸的原理做了一副棋子,通过调整两个棋子极性的相互位置,使两个棋子有时相互吸引,有时相互排斥,栾大称其为“斗棋”。他把这副新奇的棋子献给了汉武帝,并当场演示。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,当场册封栾大为“五利将军”。

这样一副便携的磁石象棋,发明于西汉

回忆一下吧

磁铁能够产生磁场,具有吸引铁磁性物质如铁、镍、钴等金属的特性。

将条形磁铁的中点用细线悬挂起来,静止的时候,它的两端会各指向地球南方和北方,指向北方的一端称为指北极或N极,指向南方的一端为指南极或S极。

如果将地球想象成一块大磁铁,则地球的地磁北极是指南极,地磁南极则是指北极。磁铁与磁铁之间,同名磁极相排斥、异名磁极相吸引。

失灵的指南车

再把时间拉到唐朝武则天时代。由于契丹犯境,烽烟迭起。看过电视剧《神探狄仁杰》的人,可能都记得这个情节:将军王孝杰、赵文翙奉命出征,不料赵文翙带领的两万人在绕道敌后的军事行动中神秘失踪,导致王孝杰的十万主力全军覆没。武则天命狄仁杰为河北道行军大总管,主持边事,调查失败原因。狄仁杰终于查清奸细是利用磁石在指南车上做了手脚,导致指南车失灵,赵文翙才会中敌埋伏的事实。

其实,我国利用磁石制造指南车的传说始于炎黄时期。

相传,黄帝的臣子风后就利用磁石制造出了指南车

电磁时代的到来

人类对磁的认识,历史悠久,却只有远在法国的法拉第把它同电联系在了一起。19世纪早期,他就在笔记本中豪迈地写下了“用磁生电”的誓言。经过10年的不懈探索,法拉第终于发现了电磁感应原理,发现了人眼看不见的磁力线。他接着又做了一项非常著名的实验,用一个永磁体相对于线圈做一出一进的连续运动,这时虽然没有任何电源,但只要有永磁体相对于线圈的运动,也就是说只要有磁力线切割过线圈,电流计上就标示出了线圈中电流的发生。这一实验促成了1831年第一台发电机问世。从此,人类历史进入光明的电力时代。

磁共振成像

神奇的磁疗

除了用于工业,磁在现代医学上有着重要的应用,比如心磁图和脑磁图等。在中国历史上,磁也早已被中医学所利用,历代都有应用磁石治病的记载。西汉《史记》中就讲到齐王侍医利用五石(五种矿物药)治病。这五石就包括有磁石。

在北宋,有用枣核大的磁石,磨光钻孔穿上丝线后投入喉内,可以把儿童误吞的针吸出来的故事。

现代的沙疗,更是将磁石功效拓展。新疆吐鲁番,每年夏天都会有许多游客来到亚尔乡上湖村进行沙疗。埋沙疗法是当地日光浴、磁疗、按摩疗相结合的民间传统疗法,这里的沙子中含有大量的磁铁矿屑末,对关节炎、腰腿痛、寒性胃肠炎等疾病治疗效果明显。

对于磁石和磁的原理,人们仍然在不断地进行实验和探索,争取让它最大限度地为人类服务。在关注磁石利用的同时,我们更应当骄傲地牢记,这种并非人类发明,却被最广泛使用的天然矿物,最早发现并使用它的是我们中国人。“指南针”是我们中国古代伟大的四大发明之一。

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