发现与猜想
我的小书桌不牢固了。星期天,我和爸爸找来工具一起修书桌。只见爸爸拿着螺丝刀轻轻的碰一下小螺丝钉准备加固桌角。咦,小螺丝钉竟然被螺丝刀给吸起来了。这么奇怪呀?
“爸爸,这是怎么回事呀?”“呵呵,这把螺丝刀是带有磁性的。”“真有趣,我来试试!”……“爸爸,怎么螺丝刀吸小螺丝钉能起来,这颗大铁钉怎么就吸不起来呀?怎样把它的磁性变大呢?这个磁铁的磁性大小跟什么有关呀?”
爸爸笑呵呵地对我说:“你可以大胆的猜测一下,然后去验证它。”“嗯,我觉得磁性的大小可能会跟温度有关,因为我知道铁片等等很多物品随着温度升高会变软,随着温度降低,又会变硬。”“很好的猜想,我们准备一下,一起来验证吧。”
探索与实践
我们找来三根相同的磁铁和一些回形针。完成第一个实验:
实验次数 磁铁类别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均值 |
常温下(磁铁1) | 16 | 17 | 15 | 16 | 18 | 16.4 |
常温下(磁铁2) | 15 | 14 | 17 | 16 | 15 | 15.4 |
常温下(磁铁3) | 13 | 16 | 15 | 17 | 14 | 15 |
通过以上实验发现:这三根磁铁的磁性在常温下非常接近。
接下来,我们准备将二号磁铁放进速冻箱冰冻20分钟,将三号磁铁放在煤气灶的火焰中烤5分钟、10分钟,然后再来测试它们的磁性,看看有什么变化。
通过实验,我们得到了如下数据:
实验次数 磁铁类别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均值 |
速冻箱20分钟 | 36 | 43 | 43 | 45 | 40 | 41.4 |
磁铁烧5分钟 | 13 | 10 | 12 | 12 | 11 | 11.6 |
磁铁烧10分钟 | 5 | 6 | 5 | 4 | 7 | 5.4 |
分析与结论
实验证明,一根带有磁性的磁铁加热后,它就慢慢失去了磁性。而同样一根带有磁性的磁铁受冷后,随着温度的降低,磁性却逐渐加大。
理论与依据
这是什么道理呢?我和爸爸查阅了很多资料,终于发现了其中的秘密---
首先,铁磁会有磁性,是因为一切物质都是由分子组成的,而分子又是由原子组成的。原子又是由原子核和电子组成的,而电子在不停地自转和绕原子核旋转,电子的这两种运动都会产生磁性。但是,由于它们运动的方向各自不同、杂乱无章,使物质内部的磁效应相互抵消。因此,物质在正常情况下,并不呈现磁性。
但是,在外界的磁场作用下,像铁这一类材料,它们内部本来各自运动的电子,一个个好像训练有素的战士一样,听到“立正--向右看齐“”的口令,就唰地一下排得整整齐齐,这时,电子旋转运动产生的磁效应,与外界磁场方向一致,这些物质就呈现出磁性。
而有的非铁磁性材料中的电子,尽管外加再强的磁场,却好像一群不听话的顽皮孩子,不肯听从“口令”而“整齐列队”,仍然自由自在地在杂乱运动着,所以也就没有磁性。
爸爸手中的螺丝刀之所以能吸引小螺丝钉,就是因为具有磁性的螺丝刀在靠近小螺丝钉时,磁性螺丝刀的磁场使小螺丝钉磁化,相互间产生吸引力,小螺丝钉就牢牢地与螺丝刀“粘”在一起了。
但是,当磁铁的温度升高时,它们内部的分子热运动越来越快。于是,越来越多的电子不肯听从“口令”了。分子的热运动随着温度的升高越来越快,慢慢地破坏了电子运动的方向的规律性,磁铁的磁性也就慢慢消失了。当然,在温度下降后,我们如果重新给磁铁充磁,它还是能重新“工作”起来的。
思考与猜想
那么,磁铁放进冰箱冷冻,磁铁的温度降低,磁性为什么会变大呢?
我们没有找到相关的资料能说明这种现象。所以,我大胆的猜想:会不会是因为温度降低,磁铁里的那些顽皮的分子、电子因为怕冷,所以都紧紧地挤在一起,把队伍排的更整齐,更有序,运动方向更有规律了,跟外界的磁场方向更一致了,所以磁性就变大了呢?
亲爱的同学们,如果你对这个问题有兴趣的话,我们一起去研究它好吗?
浙江省建德市新安江第一小学 五(1)班 李欣逾