物理知识:物理在⽣活中的应⽤
  物理知识与我们的⽣活息息相关。下⾯是店铺收集整理的物理在⽣活中有哪些应⽤以供⼤家学习参考。
  在传统⼯业中的应⽤
  在讲述磁性材料的磁性来源、电磁感应、磁性器件时,我们已经提到了有些磁性材料的实际应⽤。实际上,磁性材料已经在传统⼯业的各个⽅⾯得到了⼴泛应⽤。
  例如,如果没有磁性材料,电⽓化就成为不可能,因为发电要⽤到发电机、输电要⽤到变压器、电⼒机械要⽤到电动机、电话机、收⾳机和电视机中要⽤到扬声器。众多仪器仪表都要⽤到磁钢线圈结构。这些都已经在讲述其它内容时说到了。
  军事领域的磁应⽤
  磁性材料在军事领域同样得到了⼴泛应⽤。例如,普通的⽔雷或者地雷只能在接触⽬标时爆炸,因此作⽤有限。⽽如果在⽔雷或地雷上安装磁性传感器,由于坦克或者军舰都是钢铁制造的,在它们接近(⽆须接触⽬标)时,传感器就可以探测到磁场变化使⽔雷或地雷爆炸,提⾼了杀伤⼒。
  在现代战争中,制空权是夺得战役胜利的关键之⼀。但飞机在飞⾏过程中很容易被敌⽅的雷达侦测到,
从⽽具有较⼤的危险性。为了躲避敌⽅雷达的监测,可以在飞机表⾯涂⼀层特殊的磁性材料-吸波材料,它可以吸收雷达发射的电磁波,使得雷达电磁波很少发⽣反射,因此敌⽅雷达⽆法探测到雷达回波,不能发现飞机,这就使飞机达到了隐⾝的⽬的。这就是⼤名⿍⿍的"隐形飞机".隐⾝技术是⽬前世界军事科研领域的⼀⼤热点。美国的F117隐形战⽃机便是⼀个成功运⽤隐⾝技术的例⼦。在美国的"星球⼤战"计划中,有⼀种新型武器"电磁武器"的开发研究。
  传统的⽕炮都是利⽤弹药爆炸时的瞬间膨胀产⽣的推⼒将炮弹迅速加速,推出炮膛。⽽电磁炮则是把炮弹放在螺线管中,给螺线管通电,那么螺线管产⽣的磁场对炮弹将产⽣巨⼤的推动⼒,将炮弹射出。这就是所谓的电磁炮。类似的还有电磁导弹等。
  ⽣物界和医学界的磁应⽤
生活中的物理  信鸽爱好者都知道,如果把鸽⼦放飞到数百公⾥以外,它们还会⾃动归巢。鸽⼦为什么有这么好的认家本领呢?原来,鸽⼦对地球的磁场很敏感,它们可以利⽤地球磁场的变化到⾃⼰的家。如果在鸽⼦的头部绑上⼀块磁铁,鸽⼦就会迷航。如果鸽⼦飞过⽆线电发射塔,强⼤的电磁波⼲扰也会使它们迷失⽅向。
  在医学上,利⽤核磁共振可以诊断⼈体异常组织,判断疾病,这就是我们⽐较熟悉的核磁共振成像技术,其基本原理如下:原⼦核带有正电,并进⾏⾃旋运动。通常情况下,原⼦核⾃旋轴的排列是⽆规律
的,但将其置于外加磁场中时,核⾃旋空间取向从⽆序向有序过渡。⾃旋系统的磁化⽮量由零逐渐增长,当系统达到平衡时,磁化强度达到稳定值。如果此时核⾃旋系统受到外界作⽤,如⼀定频率的射频激发原⼦核即可引起共振效应。在射频脉冲停⽌后,⾃旋系统已激化的原⼦核,不能维持这种状态,将回复到磁场中原来的排列状态,同时释放出微弱的能量,成为射电信号,把这许多信号检出,并使之时进⾏空间分辨,就得到运动中原⼦核分布图像。核磁共振的特点是流动液体不产⽣信号称为流动效应或流动空⽩效应。
  因此⾎管是灰⽩⾊管状结构,⽽⾎液为⽆信号的⿊⾊。这样使⾎管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围,脑脊液为⿊⾊的,并有⽩⾊的硬膜为脂肪所衬托,使脊髓显⽰为⽩⾊的强信号结构。核磁共振已应⽤于全⾝各系统的成像诊断。效果最佳的是颅脑,及其脊髓、⼼脏⼤⾎管、关节⾻骼、软组织及盆腔等。对⼼⾎管疾病不但可以观察各腔室、⼤⾎管及瓣膜的解剖变化,⽽且可作⼼室分析,进⾏定性及半定量的诊断,可作多个切⾯图,空间分辨率⾼,显⽰⼼脏及病变全貌,及其与周围结构的关系,优于其他X线成像、⼆维超声、核素及CT检查。
  磁不仅可以诊断,⽽且能够帮助疾病。磁⽯是古⽼中医的⼀味药材。现在,⼈们利⽤⾎液中不同成分的磁性差别来分离红细胞和⽩细胞。另外,磁场与⼈体经络的相互作⽤可以实现磁疗,在多种疾病⽅⾯有独到的作⽤,已经有磁疗枕、磁疗腰带等应⽤。⽤磁铁作成的除铁器可以去除⾯粉等中可能存在的铁末,磁化⽔可以防⽌锅炉结垢,磁化种⼦可以在⼀定程度上使农作物增产。天⽂、地质、考古
和采矿等领域的磁应⽤:我们已经知道,地球是⼀块巨⼤的磁铁,那么,它的磁性来⾃何处?它是⾃古就有的吗?它和地质状况有什么联系?宇宙中的磁场⼜是如何的?
  ⾄少在图⽚上我们都见过灿烂的北极光。我国⾃古代就有了北极光的记载。北极光实际上是太阳风
中的粒⼦和地磁场相互作⽤的结果。太阳风是由太阳发出的⾼能带电粒⼦流。当它们到达地球时,与地磁场发⽣相互作⽤,就好象带电流的导线在磁场中受⼒⼀样,使得这些粒⼦向南北极运动和聚集,并且和地球⾼空的稀薄⽓体相碰撞,结果使⽓体分⼦受激发,从⽽发光。
  太阳⿊⼦是太阳上磁场活动⾮常剧烈的区域。太阳⿊⼦的爆发对我们的⽣活会产⽣影响,例如使得⽆线电通信暂时中断等。因此,研究太阳⿊⼦对我们有重要意义。
  地磁的变化可以⽤来勘探矿床。由于所有物质均具有或强或弱的磁性,如果它们聚集在⼀起,形成矿床,那么必然对附近区域的地磁场产⽣⼲扰,使得地磁场出现异常情况。根据这⼀点,可以在陆地、海洋或者空中测量⼤地的磁性,获得地磁图,对地磁图上磁场异常的区域进⾏分析和进⼀步勘探,往往可以发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。
  不同地质年代的岩⽯往往具有不同的磁性。因此,可以根据岩⽯的磁性辅助判断地质年代的变化以及地壳变动。
  很多矿藏资源都是共⽣的,也就是说好⼏种矿物质混合的⼀起,它们具有不同的磁性。利⽤这个特点,⼈们开发了磁选机,利⽤不同成分矿物质的不同磁性以及磁性强弱的差别,⽤磁铁吸引这些物质,那么它们所受到的吸引⼒就有所区别,结果可以将混在⼀起的不同磁性的矿物质分开,实现了磁性选矿。