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博狗提现教程_“空中点穴”实验让5百万人看呆,原来老版硬币和磁铁还能这么玩 | 科学DIY
发布时间:2020-01-09 15:16:33 热度: 2747

博狗提现教程_“空中点穴”实验让5百万人看呆,原来老版硬币和磁铁还能这么玩 | 科学DIY

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“把科学带回家” 提供

博主 nighthawkinlight 曾经公布了一个视频,视频中他用磁铁撞击一块铜板,奇怪的是磁铁刚好在铜板前定住,两者没有接触,引发5百万人围观,还被搬运到了国内的视频网站上。

其实我们在家也可以用硬币模拟哦!

如果你家有非铁硬币,比如经典的铜锌梅花5角,或者1毛的铝镁兰花,你就会发现它们很傲娇,不会乖乖掉到磁铁上面,硬币会用力挣扎。(当然,新版的硬币一般含铁,所以会吸在磁铁上。)不过,如果你让磁铁离开非铁硬币,硬币却会跟上去。

1999-2003年间发行的铝镁兰花1毛硬币

不信?一起来看看是不是这么回事。

关键概念

涡电流

材料和操作

磁铁,最好是磁性强一点的钕磁铁(网上大概10块钱以内就能买到直径3厘米,7毫米厚的)

比较轻的没有磁性的硬币(目前的1元、5毛、1毛硬币无效,因为都含有铁,具有磁性)

实验操作很简单。

1 尝试把硬币放到磁铁上面,看看有没有办法成功。

@teachersource

2 把硬币立起来,然后用磁铁在它附近晃动,看看会发生什么事。

3 许多硬币是没有磁性的,但这是不是意味着它们不可能被磁铁吸起来呢?实际上是可以的。

原理

刚才的几个小实验很有趣对吧。为什么硬币还会和磁铁搞出这么多花样来,说好的没有磁性呢?

@nsf

实际上,刚才那些神奇的现象,是涡电流的作用。

变化的磁场中产生的涡电流(红色)

@wikipedia

涡电流又叫傅科电流,是法国物理学家莱昂·傅科(jean bernard léon foucault)在1851年发现的。

涡电流是移动的磁场和导体相交产生的电磁感应的结果,因为导体中产生了圆形的闭合回路,所以叫做涡电流。涡电流的圆圈和磁场方向垂直。磁场变化越快,涡电流就越强。

而根据楞次定律,涡电流也会产生磁场,而且这个磁场的方向正好和使涡电流产生的原来的磁场相反,可以由初中物理的安培定则判定。

所以呢,这里就会出现一个神奇的现象,那就是靠近的磁铁会和导体,比如非铁硬币互斥,而远离的磁铁则会和导体相吸。这就是老版硬币这么傲娇的原因了。

不过呢,这个实验只对老版硬币有效,因为它们通常不含铁。新发行的硬币一般含有铁质,所以会和磁铁吸在一起。

利用这个现象,就可以让磁铁在经过没有磁性的铜管时减速——

更极端的情况下,就会看到文章一开头的情形——

@nighthawkinlight

对,本身没有磁性的铜板在涡电流的作用下,把磁铁挡在了身前。

这个小小的现象,实际上衍生出了许多日常生活的大发明。

先说最常见的。感应式电表是利用涡电流测量用电量的。用电的时候,电流通过电表里的线圈产生磁场,磁场使电表里的一个铝盘产生涡电流并转动,带动电表指数表盘变化。

感应式电表

而可以丢硬币的自动贩卖机也是利用涡电流分辨真硬币和假硬币的。

我们之前介绍过(点我查看),自动贩卖机里硬币要经过2个电磁体,因此金属硬币内会产生涡电流,从而放慢前进的速度。而硬币通过2个电磁体的时间和硬币金属的导电性有关,假硬币无法完全模拟真硬币(真做这么像的话,成本就不划算了),所以就会被检测出来。

金属硬币经过变化的磁场,运动速度发生了变化。

还有,利用涡电流“隔空点穴”的功能,人们发明了涡流制动(eddy current brake)这种刹车。许多高速列车、重型卡车上就装有涡流制动,比如德国的ice-3高速列车。这种刹车在运作的时候并不靠物体表面接触产生摩擦力,因此不会损伤车轮和铁轨,也不会发出刺耳的噪音。

德国的ice-3高速列车的ewb 154 r涡流制动

@wikipedia

涡电流也是涡电流分选机(eddy current separator)的原理。铝、铜等非铁金属在变化的磁场中会产生涡电流,从而漂浮起来(但铁会被吸住),这样就可以和铁,以及不能产生涡电流的其他物质分离了。

分离非铁金属的涡电流分选机,非铁金属掉入外侧的篮子,铁质掉入内侧的篮子。

@goudsmit magnetics

不过,涡电流最后去哪儿了呢?实际上,涡电流以热能的形式耗散,所以电磁炉的原理也是涡电流。

看完这期的节目我们明白,别看万磁王表面很风光,他的真实生活应该和恐怖电影一样:每天一堆铜像跟在他屁股后面,他一回头跟过去铜像就往后跑了,他再转头铜像又跟上来了...麦克斯韦饶过谁?

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