流行語(yǔ)：磁化小磁針萬(wàn)能的磁鐵

流言現(xiàn)場(chǎng)

“據(jù)某國(guó)際組織預(yù)報(bào)，今年地球?qū)⑦M(jìn)入地球地震年，所以，在這里給朋友們推薦一種地震預(yù)報(bào)的方法是：把一塊磁鐵用繩子掛在高處，下面正對(duì)地板磚或一個(gè)鐵盆，磁鐵上粘一塊大鐵塊。地震前地球磁場(chǎng)發(fā)生劇烈變化，磁鐵會(huì)失去磁性。鐵塊掉下來(lái)，落在地上或盆上，發(fā)出響聲。此法在房屋沒(méi)有晃動(dòng)前就會(huì)提前預(yù)警。提前時(shí)間10分鐘至幾十秒。如果掉下來(lái)了，必發(fā)生大震。”

曾幾何時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了這段“磁鐵預(yù)報(bào)地震法”。此法有理有據(jù)敘事明確，真有幾分“某國(guó)際組織”的范兒，難道真是這樣？

揭秘：神秘的磁性

磁性是怎么回事？首先，讓我們了解一下磁鐵為什么會(huì)有磁性。

鐵磁性物質(zhì)具有很強(qiáng)的磁性，主要起因于它們具有很強(qiáng)的內(nèi)部交換場(chǎng)。鐵磁物質(zhì)的交換能為正值，而且較大，使得相鄰原子的磁矩平行取向（相應(yīng)于穩(wěn)定狀態(tài)），在物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域—磁疇。

每個(gè)磁疇大約有1015個(gè)原子。這些原子的磁矩沿同一方向排列，假設(shè)晶體內(nèi)部存在很強(qiáng)的稱為“分子場(chǎng)”的內(nèi)場(chǎng)，“分子場(chǎng)”足以使每個(gè)磁疇自動(dòng)磁化達(dá)飽和狀態(tài)。這種自生的磁化強(qiáng)度叫自發(fā)磁化強(qiáng)度。由于它的存在，鐵磁物質(zhì)能在弱磁場(chǎng)下強(qiáng)烈地磁化。

磁鐵內(nèi)部含有很多金屬離子（比如鐵離子），由于這些離子內(nèi)部獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)使得它們帶有磁性，因此可以看成一個(gè)個(gè)強(qiáng)度不變的“小磁鐵”。在不同的溫度下，“小磁鐵”的方向分布不同，磁鐵表現(xiàn)出來(lái)的磁性也不同。當(dāng)磁鐵的溫度比較高的時(shí)候，磁鐵內(nèi)部的原子振動(dòng)很厲害，這些“小磁鐵”就會(huì)雜亂無(wú)章地指向各個(gè)方向。

這種情況下，外加的磁場(chǎng)會(huì)使得“小磁鐵”向外加磁場(chǎng)的方向略微偏轉(zhuǎn)，對(duì)外表現(xiàn)為微弱的磁化強(qiáng)度，屬于順磁行為，通俗的解釋就是，“小磁鐵”順從外加磁場(chǎng)的方向。要知道，一般需要數(shù)百個(gè)特斯拉才能夠把“小磁鐵”都約束到同一個(gè)方向上。

當(dāng)磁鐵的溫度比較低的時(shí)候，“小磁鐵”之間的相互作用克服了熱振動(dòng)的擾動(dòng)，基本上沿著同一個(gè)方向，對(duì)外則表現(xiàn)為很大的磁性的磁鐵，這種行為被稱為鐵磁。值得一提的是，這個(gè)高溫和低溫的界限被稱為居里溫度，是由居里夫人的丈夫皮埃爾·居里在研究磁石的物理性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。

然而，在沒(méi)有外加磁場(chǎng)的情況下，所有的“小磁鐵”都指向同一個(gè)方向的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的能量比較高。實(shí)際上大塊的磁鐵會(huì)形成很多不同的被稱為磁疇的部分，每一個(gè)磁疇內(nèi)部的“小磁鐵”都會(huì)指向同一個(gè)方向，但是不經(jīng)過(guò)磁化過(guò)程的話，不同的磁疇指向的方向不同，平均起來(lái)看，磁鐵對(duì)外并沒(méi)有磁性。一種將磁鐵消磁的手段就是將其加熱到居里溫度以上，然后在沒(méi)有外加磁場(chǎng)的環(huán)境下冷卻。我們?nèi)粘Ｒ?jiàn)到的磁鐵的居里溫度都在數(shù)百攝氏度以上，除非發(fā)生大火，拴在空中的磁鐵的周圍的大氣溫度肯定達(dá)不到那么高。因而，磁鐵絕對(duì)不會(huì)在地震中因?yàn)檫@個(gè)原因被消磁。

怎樣才能改變磁鐵的磁性

磁鐵是怎么被磁化的呢？

安培認(rèn)為，任何物質(zhì)的分子中都存在著環(huán)形電流，稱為分子電流，而分子電流相當(dāng)一個(gè)基元磁體。當(dāng)物質(zhì)在宏觀上不存在磁性時(shí)，這些分子電流做的取向是無(wú)規(guī)則的，它們對(duì)外界所產(chǎn)生的磁效應(yīng)互相抵消，故使整個(gè)物體不顯磁性。在外磁場(chǎng)作用下，等效于基元磁體的各個(gè)分子電流將傾向于沿外磁場(chǎng)方向取向，而使物體顯示磁性。