靠磁力真能飞起来

哇！具有欧米伽级实力的鹰派大神万磁王来了。...






哇！具有欧米伽级实力的鹰派大神万磁王来了.

在漫画和电影的设定中，万磁王的能力是控制磁场——作为一名能控制宇宙四大基本力之一电磁力的人，他制造的电磁脉冲曾让全球陷入停电，实在是“地球一小时”活动的最佳代言人。

在漫画和电影里，万磁王能让自己在天空中自由飞翔。这仅仅是因为他穿了铁盔甲吗？并不完全是，而且这里面的道理其实还挺科学的。

小伙伴们想知道万磁王是怎么悬浮起来的吗？



实际上，让物体悬浮并不需要复杂和高深的物理理论：万有引力、静电力和磁力分别是质量、电荷和磁体的基本属性，它们的存在不需要能量维持。所以，要利用这些基本作用力能实现物体悬浮，是不需要外界提供能量的。类似铁和钴的金属，它们的结构使得电子磁性不配对，于是展现出了极性。可惜在自然状态下，铁块内部的原子会分为南北极两个阵营，相互拉锯又抵消了各自的磁场，使它们无法散发迷人的磁性。但在外部强烈磁场的影响下，原子磁场就会指向同一个方向，形成强大的合磁场。该效应在外部磁场消失后是可以保持的，表现出这种特性的物质被称为铁磁物质。所以，铁磁物质磁化后会很容易被万磁王产生的磁场吸引。




那么，万磁王能飞，也是因为他可以控制自己血液里的铁吗？

嘻嘻，答案当然没有那么简单。



人体中的铁主要存在于血红蛋白中，在任何时刻，血液中只有很小一部分会被外部磁场吸引3，万磁王要想通过铁元素来控制人体悬浮，恐怕又要上演一出脑力衰竭的戏码了。

要实现这一目标，还是得获得抗磁物质的帮助。抗磁物质的感应磁场总是与外部磁场相反，原子磁性排列总是试图抵消外部磁场的影响。抗磁性本质上一种量子物理效应，任何物质在磁场的作用下，都会产生抗磁效应。抗磁体，也就是显示出抗磁效应的材料，通常人认为的非磁性材料，如水、木材和有机化合物（石油、塑料）及包含很多核电子的重金属汞、黄金和铋等都是抗磁体。组成人体的水、蛋白质和有机物等主要成分均为抗磁体，利用它们对外部磁场的排斥力，理论上就可以把人体悬浮在空中。




原来是这样！！不，还有！！！



万磁王可以发出大于地球磁场20万倍的磁场，被磁化人体中的反磁性原子即会被诱导成同一个方向，对磁场产生斥力。最终，磁场相互排斥产生的上升力大于人体受到的重力，两者合成力仍是上升力，凡人就会被轻松举起。

实际上，物体悬浮不只存在于电影中。






你的意思是现实也有？！

强抗磁体热解石墨薄片就可以稳定地悬浮在永磁体之上。根据理论推导3，磁介质在磁场中的受力与磁感应强度B 的平方成正比，平衡重力所需要的磁场强度并没有达到无解的级别。好好学习吧，这个世界还有很多好玩的东西呢！

    关注 csu交通院创客空间