我們的祖先早在遠古時代新發(fā)現(xiàn)一種石頭能吸引鐵釘子,當(dāng)時就把這類石頭叫做“慈石”,意思是說它可以吸鐵,就像慈愛的媽媽能吸引自己的子女一樣具有吸引力。公元前3世紀,也就是離現(xiàn)在2300多年以前的春秋戰(zhàn)國時期,在《呂氏春秋》這部古典名著里,就有“慈石召鐵”的記載,意思是說“慈石可以吸引鐵”。指南針?biāo)灸?jpg
秦始皇統(tǒng)一中國以后,他為了逍遙作樂,不惜耗費大量的人力和物力,建造富麗堂皇的阿房宮。由于他的這一舉動很不得人心,曾多次遭到行刺,但都僥幸脫險,因此他整日提心吊膽,生怕被人刺死。于是秦始皇在建造規(guī)模宏大的阿房宮時,為了防范刺客人宮行刺,他命令建筑工匠們在大門上設(shè)計安裝了秘密的警衛(wèi)裝置。聰明的工匠們根據(jù)已有的經(jīng)驗,用當(dāng)時還叫“慈石”的原料修建了大門。對此,在一本叫做《三輔黃圖》的書中就有記載。書中寫著:阿房宮“以磁石為門”,“朝者有隱甲懷刃,入門而脅止”。意思是說,阿房宮的門是用磁石砌成的,進去的人如果有暗藏武器的,一進門就能被發(fā)現(xiàn)??梢?,有了磁石門以后,身披鐵甲,懷揣利刃的刺客想馮進阿房宮是辦不到的,一到門口就會立即被識破。
用磁石壘成磁石門,這是我們的祖先在科學(xué)技術(shù)史上的一大創(chuàng)舉。后來,我們的祖先還發(fā)現(xiàn)磁石有指示南北方向的性質(zhì),利用這種性質(zhì),在2000多年以前,中國人就發(fā)明了世界上第一個指南工具,取名叫“司南”。它的形狀像把勺子,放在一個光滑的平板上,輕輕轉(zhuǎn)動并當(dāng)它停下來的時候,它的把柄一端就指向南方。后來,司南就逐步演變成使用更為方便的指南針,也叫羅盤,并傳到了世界各國。有人說“中國是磁的故鄉(xiāng)”,確實當(dāng)之無愧。
磁鐵的最早應(yīng)用.jpg
在長期的實踐活動中,人們把能吸引鐵一類物體的性質(zhì),叫做磁性,把具有磁性的物體叫做磁體,如果磁體的磁性能長期保留的活,這種磁體就叫永磁體。永磁體有天然磁體和人造磁體。人們通過對人造磁體的研究,發(fā)現(xiàn)它有兩個磁極,一個叫南極,也叫S極;另一個叫北極,也叫N極,在兩個磁極的地方吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的能力最強。
同正負電荷之間會發(fā)生相互作用一樣,磁體不同性質(zhì)的兩個磁極之間也有相互作用力,這種力叫做磁力。同名的磁極相互排斥,異名的磁極相互吸引。所不同的是,正負電荷可以分開,而一個磁體的南極和北極卻不能分開。長期以來人們做了許多實驗,發(fā)現(xiàn)無論把一塊磁體分割成多少小塊,每一小塊仍然會含有一個南極和一個北極。一個磁體上的南極和北極是永遠不會分開的,它們總是成對出現(xiàn),是怎么也分隔不斷的。
把一根沒有磁性的鐵釘放在條形磁鐵一端的附近,它立刻就會變成有磁性了,也就能吸引鐵屑了。這種把原來沒有磁性的物體變成有磁性物體的現(xiàn)象,就叫做磁化,也叫做磁感應(yīng)。不同的物質(zhì)磁化情況是不一樣的,因此它們有不同的用途。
與電荷周圍存在著一種叫做電場的特殊物質(zhì)一樣,在磁體周圍也存在著一種特殊形式的物質(zhì),我們把它叫做磁場。磁力就是通過磁場的媒介作用來傳遞的。
磁鐵的磁場.jpg
大家已經(jīng)知道,客觀存在的東西就是物質(zhì),它的存在是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。但是,大家可能還不太了解,客觀存在的物質(zhì)有兩種形式,一種是有形的物質(zhì),它由分子、原子組成,看得見,摸得著,比如,銅、鋁、鋼鐵等等;另一種是無形的物質(zhì),它不是由分子、原子組成,看不見,摸不著,但是它具有物質(zhì)的摹本屬性,比如具有能量等等,科學(xué)實驗中也是可以測量的。比如我們現(xiàn)在談到的磁場,還有前面講到的電場,都是這樣特殊形式的物質(zhì),它們確實是客觀存在的一種具體的東西。
人們雖然很早對磁場就有了一定的了解,但只局限于一些直觀的現(xiàn)象,而對磁本質(zhì)的認識卻很晚。經(jīng)歷了漫長的歲月之后,直到1820年丹麥人奧斯特才把這個秘密揭示了出來。