背景
磁铁是带有磁极和磁场的物体。这是由于它的电子构型。有三种金属具有天然磁性;铁，镍和钴。这些金属允许电子以这样一种方式配置，即在它们周围产生磁场，而正是这个磁场与磁体的两极一起，使磁体相互吸引和排斥。当两个相反的极点结合在一起时，它们就会相互吸引。但是当相同的两极靠近时，它们的磁场就会相互排斥。
虽然我们称之为永久磁铁，但磁场并不是永久的。所有的磁铁都可以消磁，而且消磁的方法有很多种。临时磁铁是具有磁性但磁场不强的物品。这类物品包括回形针、剪刀、冰箱、订书钉和各种其他物品。这些物品比永久磁铁更容易失去磁场。
有几种方法可以去除永磁体上的磁场。其中一种方法需要提高磁铁的温度。另一种让磁铁失去磁场的方法是撞击它。
为什么在你的教室里这样做?
- 鼓励科学调查的以下过程技能:预测、观察、提出假设和得出结论。
- 帮助学生理解磁体以及产生磁性的原因。
- 让学生操纵变量，探索自己的问题。
材料
- 订书机
- 强磁体(铝镍钴)
- 4个铁螺栓
- 统治者
- 指南针
- 胶带
- 锤
- 冰箱
- 烤箱
- 烤板
- 烤箱手套
- 钳
过程
- 让一个大人在没有纸的情况下打开和关闭订书机几次，这样关闭的订书钉就会滑出来。我们将用这些作为我们的吸引品。
- 现在我们要用磁铁给螺栓磁化。一手握住中间的螺栓。用另一只手将磁铁固定在螺栓的一端。举起来，重复这个动作。
- 拿磁铁，把磁铁的另一边连接到螺栓的另一边，这样你就把相反的极连接到螺栓的另一端了。这将使螺栓的两端磁化。
- 为了测试你新创造的磁铁的强度，试着吸引一些订书钉。你应该能够在螺栓尖端至少夹起三个闭合的订书钉。如果它不能吸引至少三个，重新磁化你的螺栓，直到你可以。
- 用另一个螺栓，用同样的方法再做三个弱磁铁。用订书钉确认所有螺栓的强度都差不多。
- 将其中一个磁化螺栓放入冰箱至少30分钟。与此同时，将另一个磁化螺栓放在350度烤箱的烤盘上。为什么不能用微波炉加热指甲呢?
- 在等待螺栓达到合适的温度时，您可以测试敲击其中一个磁化螺栓的效果。把一个磁化的螺栓平放在一个锤子安全的表面上，让一个成年人在桌子上锤20次。现在，看看螺栓能夹住多少订书钉。
- 现在找个大人帮你用烤箱手套从烤箱上取下螺栓，然后用夹子从冰箱上取下螺栓。
- 快速测试这两个人，看看他们能捡多少订书钉。
- 将结果记录在数据表中。
- 重复你的实验。
发生什么事情了?
你的结果将取决于你用来把螺栓变成磁铁的磁铁的强度。大多数螺栓应该明显较弱，但不是所有螺栓。加热和撞击是使物品消磁的两种方式，所以被锤子击中的螺栓和放在烤箱里的螺栓都应该更弱。但时间和寒冷不应影响螺栓。所以控制螺栓和冷冻螺栓应该都是相同的强度。
当谈到磁场的产生时，材料中未配对电子的自旋是关键因素。在大多数材料中，电子是随机自旋的。但在磁体中，当大量电子自旋在同一方向上排列时，电子就会形成磁畴。这发生在铁、镍或钴中。当螺栓被放置在磁铁上时，螺栓被磁化了因为它们的未成对电子被组织起来了。只要它们保持有序，回形针就会像磁铁一样。但是，一旦它们的顺序被破坏，通过锤击或加热，磁性就会减弱和/或失去，直到用磁铁重新组织电子。
视频
更多信息请联系MagLab教育工作者卡洛斯别墅．