2018-10-25

“逆磁性物质”是一种非铁磁性物质，如金、银、铜、铅。二氧化碳、水等。它们移进磁场，就会发生反向磁化，与磁铁不是相互吸引，而是互相排斥。

如果拿一块钕磁块靠近一只小白鼠会发生什么？当然对小白鼠来说没什么伤害，由于大部分物体都具有”逆磁性”，因此当靠近小白鼠时会产生一个推力，小白鼠身体内的细胞並不会受到任何影响。磁学有一个特别有意思的特性，就是当物体在磁场中运动时，物体中会生与运动方向相反的力，抵抗物体的运动。所有的物质都有抗磁性，也就是会抗拒被磁场磁化。只不过有些物质的顺磁性或铁磁性太强，如磁铁，将抗磁性掩盖了，从而表现出磁性。另外，由于抗磁性系数不同，生的斥力大小相差也很大。

那么，磁学的这一个特性，有什么好玩的地方呢？有个有趣的现象被称为“羽落术”。这里使用了一块钕磁铁和一只粗铜管。钕磁铁生磁场，而铜是优良的抗磁性物质。运动的磁场与铜管相互作用，铜内生感应电流，通过电磁作用生向上的斥力阻碍了钕磁铁下落。从而，生面中重物在空气中缓慢下落的神奇效果！当磁场非常强，达到 20 特斯拉，大约是几百个普通磁铁的强度时，甚至连水也能够在磁场中悬浮。一滴浑圆的水滴，像失去了重力一样悬浮在磁场中。水为什么会悬浮在磁场中呢？其实，水分子也具有抗磁性，只不过非常小，如果是一般的磁场，生的斥力与水滴受到的重力相比，完全可以忽略不计。但当磁场足够强时，足以使水滴克服地球重力悬浮起来。这就是电影场景出现雨水逆流现象的原理了！

生物体内大多数都是水份，而且蛋白质等也是抗磁性的。问题来了：生物如果在强磁场中，会像水滴一样悬浮起来吗？于是，科学家把活的生物体也扔到了那个威力巨大的强磁场中。其中，最搞笑的是把青蛙被放到磁场中，青蛙的每个原子都像一个小磁针，外界磁场对这些小磁针作用的结果生了向上的力，如果磁场的强度适当，这力与青蛙受的重力达到平衡，它们就能悬在空中。这只青蛙，大概是第一个没有受外力作用，比如气流等，而能够在地球上悬浮的活体生物了。青蛙就是以石墨烯得到諾貝爾物理奬的 Konstantin Novoselov 及 Andre Geim 在 Friday evening experiments 的苦主呀！

逆磁性物质 (diamagnetic material) 中原子的不同电子壳层中，电子成对出现，自旋方向相反，其自旋磁矩被抵消；轨道磁矩也因相邻轨道磁场的相互作用而抵消。在外磁场作用下，其轨道磁矩绕外磁场作旋进，由此产生附加磁矩，其方向与外磁场相反，形成抗磁性。这类物质称抗磁性物质。人体因为肌肉血液组织中含有的三氧化二铁等氧化金属，天生就有一定的弱逆磁性。也就说,磁力强大到一定程度，甚至可以推动人体。

来源：知乎 www.zhihu.com

作者：宮非

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