万磁王控制金属背后有什么科学原理么?

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12个答案
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| 自己来答个吧抛砖,来自自己的一个科学与科幻项目中的远程控制物体分类,但本人的铁磁学和固体物理太渣,想不出比较完善的解释。 |

# 万磁王(Magneto)

万磁王的设定

万磁王可以控制金属物体,并且可以使得金属物体变形(从电影的特效来看,类似熔化之后的那种变形)。

在万磁王起源的片段中,巨大的铁门居然被掰弯,以及在后面的从塑料牢笼逃跑的情节中,万磁王利用从食物中获得的金属在空中飞行。


从万磁王的名字(Magneto)是跟磁有关的,因此直观的理解,万磁王通过磁场(或者说控制金属的磁性)来控制物体。考虑到电影中那种变形看似熔化,再加上控制金属物体,所以万磁王的能力很可能对于金属特有的晶格结构有关。

实际上想要远距离抓住金属,显然也应该还是电磁力的范畴(因为引力和弱相互作用太弱,而强相互作用作用距离太短)。而晶态金属特有的,能带结构算是比较重要的,因为这决定了金属的高电导率和热导率,也决定了磁性。

金属、能带与磁性

在单个的原子中,或者说在单个的球对称的势井中,我们可以计算(估算)电子的行为,结果是电子形成分立的轨道,对应不同的能级。然而金属的晶格结构中,有些电子是金属晶格共有的,也就是说,势函数变得复杂,但是却还有周期性,这使得电子的部分分离的能级之间的能量差异变得很小,而考虑到不确定性原理,这些细小的能级几乎是连续的。因此大家成为**能带**。

电子会优先填充低能的能级,在基态电子聚集在一些低能的能带上,这些叫做**价电子**,对应的能带叫做**价带**。而有些能带尚未被电子占满,这些能带上的电子可以自由的移动,从而导电或者导热。这样的能带叫做**导带**。

金属中磁性的起源是电子的自旋,因此能带上自旋向上和向下的电子的数目的差异决定了金属的磁化。


考虑到要抓住物体包括举起物体,万磁王需要控制物体的抗磁性和顺磁性或者铁磁性。而控制这些,最直接的方法就是可以控制电子的自旋。

因此,万磁王可以**将一定数目的自旋翻转**。而且必须是有控制的主动翻转,不然他自己就必须一直永远带极强的磁性。这解释了万磁王可以控制金属物体。

然而,这会遇到一个问题,在豆瓣与 {x|x∉x} 的讨论中,涉及到了如何防止在万磁王施法的时候,不小心被附近的金属刀叉插死(施法的时候要产生磁性才能控制物体嘛,附近有刀叉就飞过来,插死自己了)。大使提到可以通过改变周围的磁导率形成一个屏蔽。

具体说来如果要屏蔽周围磁场,其中的两种方法分别是形成高磁导率的区域是的磁场主要影响自己想要影响的区域,或者在周围的铁磁性物体周围形成高磁导率区域从而对这些物体屏蔽磁场。而控制磁导率,最好是能够产生许多磁偶极子。而万磁王大多时候所能利用的只是空气,所以只能借助空气,在一个区域产生足够多的磁偶极子。

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羽竹闲人物理学本科在读

2014-11-22 20:43

注意万磁王不是产生而是控制磁场,去年大事件复仇者vsX战警时钢铁侠用大量磁碟借助地球磁场成功扰乱了万磁王,而后来打到宇宙万磁王从土星借来磁场就成功反制了

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没有任何科学原理,看看热闹就行了。

万磁王诞生于六十年代,那个时候互联网没有今天这么发达,民众的科普水平也没有达到今天这种程度。因此漫画里说万磁王“通过控制磁场来操纵金属”也就这么看似科学的流窜下来了。

但是以今天的观点看来“万磁王的能力是控制磁场”这一设定其实是非常有问题的

如果万磁王的能力真的是控制磁场的话,那么万磁王实力在曼威世界里起码提升两个等级。

别的不说,就说“磁生电”这一点就能让万磁王实力大增。初中物理课本告诉我们,变化的磁场会产生电场,而电流是因电场而产生的。如果万磁王的能力真的是控制磁场,那么他只需要控制一个变化的磁场就可以制造电场,进一步的就可以创造电流。凭电影中万磁王轻松移动十万吨钢材构成的金门大桥的磁场强度绝对可以做出堪比自然界闪电的电流来。

也就是说,认为万磁王关到塑料监狱里了就变成lhello kitty只能任人宰割了的某个将军绝对应该被电点成渣渣。

可是漫画里万磁王什么时候放过电呢?

换言之,按照漫画剧情,万磁王的能力只是单纯的控制金属而已,和磁场神马的木有半点关系。

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海流柿油党 气象学本科 流体力学硕士

2014-11-23 10:32
支持者: 少爷jim superpartner

人不中二枉少年呐。。。

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支持者: qiuaqiu

万磁王的能力应该是控制磁场,到后来是发展成了原子级别的控制能力,甚至还可以制造磁场(他能飞就是因为自身的磁场抵消了地磁场,所以飘起来了)在之后的漫画里曾经有过翻转整个银河系磁场的能力

大致整理一下,应该是:控制磁场,产生磁场,能产生磁屏蔽,重构金属结构,控制原子运动

所以我觉得万磁王有点把引力和磁力给统一的感觉

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现实中有报道:一个小孩被电打后身体变得有磁力,而另有一些人可经受几百伏电压,如果把他们放在一起研究,也许有收获。

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我就进来看看有没有人贴那张图。

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都不能先去看看老万的人设吗?!!!

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