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第一个实验科学爸爸曾经做过,是强磁通过铜管,也就等于铜管相对于强磁运动,我们可以把铜管看成是铜线圈。在之前的实验中我们都知道:电通过铜线圈会产生磁。同样,磁通过铜线圈会产生电,那产生的电是不是也通过了铜管呢?又产生磁,根据楞次定律,这个磁性和磁铁磁性相抵消,减慢了磁铁的下落速度。跟孩子一起玩儿吧。
第二个实验看上去很不可思议吧?哈哈。其实也是可以根据楞次定律来解释的。像苹果、葡萄这样,无论用强磁的哪一面去接近,都会产生斥力的物质称为:抗磁性物质。
Diamagnetic materials are repelled by both poles of a magnet—you saw this in the movement of the grape. In diamagnetic materials, all the electrons pair with electrons of opposite spin. Examples of materials in which all the electrons are paired include helium, bismuth, graphite, and water. Water is a main component of grapes.
When you bring the magnet toward the grape—the diamagnetic material—you induce an electric current in the atoms of the grape that make them magnetic in a way that will repel the approaching magnet. This is the same result as predicted by Lenz's law: When you move a magnet toward an electrical conductor, it will create electric currents in the conductor, turning it into an electromagnet that repels the magnet.
当我们拿着磁铁接近葡萄的时候,我们会让葡萄中的原子带电流,因此让葡萄具有和磁铁相斥的磁性。这跟楞次定律预言的结果一样。
第三个实验也很有意思,根据分子磁性理论,铁在磁场影响下也变成了磁铁。在没有被加热到800摄氏度的情况下分子的排列是有秩序的,所以磁场变化很小,而如果被加热到800摄氏度以上,分子运动速度太快,而且无规则,就会让磁场不规则,从而失去磁力。
第四个实验的答案我还不知道权威的,但有两个是比较让人信服的。其中一个:
Matchsticks are doped with an impurity ferric oxide (Fe2O3) or the matchsticks’ heads are just moistened a bit and rolled in some ferric oxide followed by sodium carbonate . This is the reaction that takes place :
Iron (III) oxide + carbon → iron + carbon dioxide, .
2 Fe2O3 (s) + 3 C (s) → 4 Fe (s) + 3 CO2 (g)
火柴头里加入了三氧化二铁,然后跟碳反应生成铁和二氧化碳。
还有一种解释是:
火柴头里加入了铁,原因是把火柴装盒的时候比较方便,用磁铁就能整理火柴,让火柴头都朝向一边。而且火柴被点燃后,重量更轻,铁粉的分布更均匀,更容易被磁铁吸引。
不管哪种解释,都带孩子玩儿起来吧。
第五个实验很好玩儿。但原理很简单:有四个模块,每个模块由三个铁球和一块儿磁铁构成。我们现在手里拿一个小球,给它一个力,然后我们发现:这个小球离磁铁越近,由于磁力吸引,速度越快,然后由于动量守恒,球把动量传给了第一个模块后面的一个小球,这个小球带着动量往前,由于第二个模块磁铁的吸引,又会加速。在整个过程中,经过四次加速,最后出去的铁球速度非常快。
第六个实验就不用说了。
第七个实验黑色粉末是激光打印机的碳粉,里面包含铁粉,液体是酒精,还记得以前我们做的磁流体吗?也适用碳粉做的。
第八个实验,也不用说了。
第十个实验的原理跟第三个相同。
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