如果磁铁做成球状,磁极会指向哪里?

我们见到的长条状的磁铁,都是细的2端为磁极,细的2端指南指北,为什么一定是这样的呢?
如果磁性跟形状有关的话,那磁铁做成球状,磁极会指向哪里呢?

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2010-12-14 11:12

磁性是由铁磁性材料中电子的平行运动产生的。每一个不成对电子绕原子核转动可以看作是一个微小环形电流,这个电流会产生一个微小的磁场。在非铁磁性物体以及未被磁化的铁磁性物体中,由于电子的旋转方向各异,产生的微小磁场会相互抵消,但是在铁磁性物体中,磁化过程使得这些不成对电子的旋转方向保持一致,所以这些微小的磁场得以叠加,所以能表现出宏观的磁性。[1]

根据磁性产生的原理,我们可以发现,磁铁的磁极只与其内部微观结构有关,和外形并没有直接的联系。初级物理课本中常用条形磁铁作为例子,是因为它结构简单易于理解,也方便进行各种实验。实际生活中用到的磁铁往往会复杂许多,甚至以阵列形式使用。

球形磁铁的磁极位于球面的两个点上,因为磁极是磁铁上磁力最大的点,所以球形磁铁的磁极判断起来非常简单:只要拿两个球形磁铁,让它们自由地吸引在一起,接触点必然就是磁极。当然,对于地球这种巨型球形磁铁,只要用指南针就能成功地找到它的磁极位置了。


两个球形磁铁的磁极和磁力线


地球的磁场(图片来源:Peter Reid, 2007)

(注:特别感谢@chernsimons 对此问题做出的回复)

[1] Wikipedia_Magnet: http://en.wikipedia.org/wiki/Magnet

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1首先,磁铁的南极,北极只是为了方便人们理解磁铁而引入的概念,在物理学中真正重要的是磁力线.

中学课本上常用条形磁铁作磁铁的例子,原因是条形磁铁较为简单,容易被中学学生理解,也方便进行物理实验.实际的磁铁有各种各样奇怪的形状.

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%B4%C5%CC%FA&in=27183&cl=2&lm=-1&pn=2&rn=1&di=3548207775&ln=2000&fr=&fmq=&ic=&s=0&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=#pn2

2如果是直接从条形磁铁中小心切割(切割过程中不能进行碰撞,也不能让磁铁温度升高得太高.)出一个球形磁铁出来的话,那么球体中原来靠近北极的区域还是北极,靠近南极的区域还是南极.

3 有人提到(松鼠会论坛):一块磁铁内甚至有可能有多个磁极(不仅仅两个)
http://songshuhui.net/forum/viewthread.php?tid=2891&extra=&highlight=%E7%A3%81%E9%93%81&page=2

磁铁形状很多,远远超过我们习惯知道的长条,扁平,球形等等.
磁铁的形状和磁极在哪里没有任何关系,产品里面的磁极是看需要磁化后才决定的.
我手里就有一个磁铁,扁平环状的,环状平面上分布的磁极有6个,分别是3个N和3个S.

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其实,我玩过,那个球型磁铁会在光滑面上转动,最终停下来只一个方向,做个标记,他每次经过转动之后都指向一个方向。。。所以应该是仍有南北指向,只不过是我们看的不明显罢了。。。只是形状不明显,跟指针一样、、、

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讲了这么多废话,还是没解释清楚球星磁铁的磁极问题。

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地球不是南北极么! 球形的不就是条形的 我看有些人都成书呆子了!

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