不少人对磁铁和磁性有误解。
磁铁的磁性存在与否或者磁性的大小与做功无关,只是由于磁性看不见摸不着,让人感觉比较魔幻,所以容易产生错觉。
磁性依靠磁场产生的,而磁场与弹簧的工作原理比较类似,通俗来讲,磁场或者磁性只是释放或者储蓄能量的一种渠道,就像弹簧被压缩时储蓄能量一样。当一个物体被放入磁场中,物体具备的能量并不是由磁场提供的,而是由把物体放入磁场中的力量提供的。
就好像弹簧本身并不提供任何能量,只有外力把弹簧压缩才能提供能量,这种能量本质上是由外力提供的。
那么磁铁是如何产生磁性的呢?
我们需要从微观世界着手。磁铁内部有很多微观单元,比如说磁畴,能产生小磁场,只要产生的小磁场保持方向一致,就能产生磁场,磁铁的磁性就永远不会消失,与做功没有任何关系。
也就是说,微小单元磁畴的磁场一致性决定了磁铁的磁性,与其他因素没有任何关系,磁性是磁铁的内在固有属性。
其次,在没有外部能量输入的情况下,磁体也根本不会对外做功。
举个例子,两个相互排斥的磁体,必须在外力的作用下,推动其中一个磁铁来对抗彼此产生的排斥力然后放手,这样才能让另一个磁体获得磁场势能,从而被推动来做功。
同样的道理,两个相互吸引的磁铁,也需要在外力作用下先分开两个磁铁,才能做功。
不理解的可以再次回到弹簧的例子。在没有外力输入的时候,弹簧是不会做功的。只有在外力作用下先压缩或者拉伸弹簧时,弹簧才会对其他物体做功。
不同的是,弹簧的弹力我们能比较直观地感受到,而磁场产生的吸引力或者排斥力很难直观感受。
磁体的磁性消失与否只与磁畴的方向是否一致有关。在高温环境下,磁畴的磁场方向开始变得混乱,磁铁的磁性也会因此消失!