文/非凡科普

磁鐵這個東西相信大家都不陌生，我們常用的電器中都有它的身影，那麼你知道，磁鐵的磁性是如何產生的嗎？為什麼它只能吸鐵？不能吸銅或者鋁？帶著這些問題，走進今天的主題——地球賦予人類的產物：磁鐵。

平時我們所瞭解的磁鐵，最突出的特點就是：同性相斥、異性相吸，並且在2300多年前，我國人就已經用天然磁鐵，製作出了世界上第一個司南。

這裡圈個有用的知識點：司南。他是中國古代辨別方向的儀器，是古代華夏人民，在長期實踐中，對物體磁性認識的發明，也是當代指南針的“始祖”。

在兩晉南北朝時期，晉武帝司馬炎因為禿髮樹機能攻克涼州而頭疼，這裡的禿髮樹機能是晉朝時期，河西鮮卑族的首領，本性禿髮。

面對來勢洶洶的叛軍，晉武帝手裡竟沒有一人敢出門迎戰，後來出現一位名叫馬隆的六品官員毛遂自薦，稱自己只需招募3000士兵，便可平定叛亂。

無奈之下的晉武帝同意了他的方案，結果沒想到馬隆真的只用3000士兵，完勝鮮卑鐵騎，凱旋而歸。

或許你會問我，這跟我們今天的主題磁鐵有什麼關係呢？當然有，因為馬隆戰勝的法寶就是磁鐵。

在《晉書·馬龍傳》中記載：隆依八陣圖做偏廂車，地廣則鹿角車營，路狹則為木屋施於車上，且戰且前，弓矢所及，應弦而倒。這簡單的44個字，直白地描繪出馬隆這支“高科技”車隊。

它能讓敵軍弓箭無法近身，這並非是馬隆有神靈相助，而是他旁邊那塊巨大的露天磁石礦。因為馬隆曾見禿髮部的精銳都身穿鐵甲，手拿鋼刀。

所以他計上心來，召集士兵運來大量的磁石灑在兩軍陣前，然後要求自己人換裝，免受磁石的影響，敵軍士兵靠近磁石礦後，受到巨大的“吸力”應聲倒地，最終馬隆大獲全勝。

磁石礦是一種氧化物類的礦石，主要成分是四氧化三鐵，具有天然的強磁性，這種礦石的分佈比較廣泛，有多種成因，生於變質礦床和內生礦床中。

所以說，磁鐵並非人類發明的，而是一種天然的磁鐵礦，磁鐵主要成分為鐵、鎳、鈷等原子，其內部結構比較特殊。

那麼磁鐵的原理是什麼呢？為什麼它能吸引鐵、鎳、鈷這類物質，而對銅、鋁等金屬毫無反應？

事實上，地球上所有的物質，大都由分子組成，而分子由原子組成，原子又是由原子核和電子組成。

在原子的內部，電子一直圍繞原子核不停旋轉，並且自身也會不間斷的自轉，就像是地球和太陽的關係。

而這兩種運動都會產生磁性，只不過在大多數物質中，電子的運動方向雜亂無章，磁效應被相互抵消，所以我們發現很多物質並沒有磁性。

但是鐵、鎳、鈷等鐵磁類物質有所不同，它們內部的電子自轉十分有序，能形成一個自發磁化區，我們稱其為磁疇。

鐵磁物質磁化後，內部的磁疇會排列的整整齊齊，並且方向一致，這樣就使得磁性增強了，所以就形成了磁鐵。

而磁鐵吸鐵的過程就是對鐵塊的磁化過程，被磁化的鐵塊和磁鐵的不同極性間產生了吸引力，所以鐵塊就牢牢地和磁鐵“粘”在一起了。

一般來說，磁鐵分為永久磁鐵和非永久磁鐵，其中永久磁鐵就是能夠長期保持磁性，並不會讓磁力消失的天然產物，比如磁鐵礦；而非永久磁鐵是需要某些條件，才能使其出現磁性，比如電磁鐵。

我國古代的司南，就是利用這地磁的作用製作而出，到了1820年，丹麥物理學家奧斯特偶然間發現了電流感生磁力。

到了20世紀30年代末，日本發現了鎳、鈷、鐵混合元素的新磁鐵，此後才讓磁鐵出現了大規模的應用。

不得不說，在戰國時期，人們就能想到利用磁鐵的特性部署兵力，還真是聰明絕頂，這位自告奮勇的將軍馬隆如果放在現代，應該可以被稱為“科學家”，它發明了高科技戰備武器，不費吹灰之力，讓敵人落荒而逃。

隨著人類科技的不斷髮展，現在我們已經將磁鐵應用在了生活的方方面面，但是人們對磁鐵的探索仍舊沒有停止，或許將來，磁鐵還能被髮掘出更多不同的應用價值，對此你怎麼看呢？