AKOW 021 - 大自然是對稱的嗎?
為什麼磁石鏡像的磁極不變呢?或者說,為什麼磁北極的鏡像仍是磁北極、磁南極的鏡像仍是磁南極呢?
借用WenXP的圖來說明。假設圖中的磁石的磁極事先是不知道的,我們安排在現實世界中進行圖中左方的實驗,用一個乾電池及線圈產生的磁場去吸引這塊磁石,然後根據磁石的運動方向以決定磁石的磁極。
如果在實驗設施旁安裝了一面鏡子,並把現實世界中的實驗過程及鏡像世界中的實驗過程分別攝錄下來,再把錄影帶分別播放給不同的高中理科學生看,你認為那些學生會得出什麼結論呢?如果看到現實世界錄影帶的學生認為磁石的磁極是上北下南,那麼看到鏡像世界錄影帶的學生便會認為磁石的磁極是上南下北。由此可知,鏡像世界的磁極應該跟現實世界的磁極相反,即如果你要在現實世界裝置兩套「互為鏡像」的實驗設施,切記若涉及磁石的話,便要用磁極互相逆向的磁石。
借用WenXP的圖來說明。假設圖中的磁石的磁極事先是不知道的,我們安排在現實世界中進行圖中左方的實驗,用一個乾電池及線圈產生的磁場去吸引這塊磁石,然後根據磁石的運動方向以決定磁石的磁極。
如果在實驗設施旁安裝了一面鏡子,並把現實世界中的實驗過程及鏡像世界中的實驗過程分別攝錄下來,再把錄影帶分別播放給不同的高中理科學生看,你認為那些學生會得出什麼結論呢?如果看到現實世界錄影帶的學生認為磁石的磁極是上北下南,那麼看到鏡像世界錄影帶的學生便會認為磁石的磁極是上南下北。由此可知,鏡像世界的磁極應該跟現實世界的磁極相反,即如果你要在現實世界裝置兩套「互為鏡像」的實驗設施,切記若涉及磁石的話,便要用磁極互相逆向的磁石。
你是想問為甚麼原子左右反轉了, 磁石的磁極就會上下反轉, 是嗎?物理小子 寫:唔明點解左右掉轉磁極掉轉……
那就要先解答磁石的磁性從哪裏來. 從會考程度的物理科就知道, 電流可產生磁場, 而磁場的方向必和電流方向成90度角. 一塊磁石的磁力原來正正是由電流所產生的, 不過這股電流並不明顯, 而是藏在原子和電子之中.
物質都是由原子構成的. 原子由電子和原子核構成, 電子環繞著原子核公轉(如圖, 左上). 電子的公轉有如一股小電流, 於是產生的向上的磁性, 整顆原子變成了一塊上北下南的微型磁石.
另一方面, 電子會自旋, 因此電子本身也帶著小小的電流, 由此產生向上的磁性, 令電子變成了一小塊上北下南的更微型的磁石.
物質的磁性就是以上兩種機制合加的效果. 如果一塊石頭裏, 帶向上磁性的原子和電子比起帶向下磁性的多, 那麼石頭就帶有向上的淨磁性, 這就是一塊上北下南的磁石了.
現在應該明白為何原子左右反轉磁石的磁極就會上下反轉了吧? (見圖, 右邊)
- 附加檔案
-
- orbit_spin.jpg (50.68 KiB) 已瀏覽 11505 次
WenXP 寫:你是想問為甚麼原子左右反轉了, 磁石的磁極就會上下反轉, 是嗎?物理小子 寫:唔明點解左右掉轉磁極掉轉……
那就要先解答磁石的磁性從哪裏來. 從會考程度的物理科就知道, 電流可產生磁場, 而磁場的方向必和電流方向成90度角. 一塊磁石的磁力原來正正是由電流所產生的, 不過這股電流並不明顯, 而是藏在原子和電子之中.
物質都是由原子構成的. 原子由電子和原子核構成, 電子環繞著原子核公轉(如圖, 左上). 電子的公轉有如一股小電流, 於是產生的向上的磁性, 整顆原子變成了一塊上北下南的微型磁石.
另一方面, 電子會自旋, 因此電子本身也帶著小小的電流, 由此產生向上的磁性, 令電子變成了一小塊上北下南的更微型的磁石.
物質的磁性就是以上兩種機制合加的效果. 如果一塊石頭裏, 帶向上磁性的原子和電子比起帶向下磁性的多, 那麼石頭就帶有向上的淨磁性, 這就是一塊上北下南的磁石了.
現在應該明白為何原子左右反轉磁石的磁極就會上下反轉了吧? (見圖, 右邊)
then do you mean that "the nature is symmetric"?
誰在線上
正在瀏覽這個版面的使用者:沒有註冊會員 和 13 位訪客