1+1+1可以大于3吗？ | 正经玩

Original GUOmazing&米老猫中科院物理所 2023-07-28

收录于合集 #正经玩 348个

大家一定都听过这样一个谚语：一个和尚挑水吃
两个和尚抬水吃三个和尚没水吃这说明责任与分工真的很重要！

如果磁铁也懂得这个道理的话几个磁铁排列起来
是不是可以获得更强的磁力呢？

实验器材

所标杯、绳子、透明塑料袋、小磁针、5个方形磁铁、长方体盒子、胶枪、钢珠

实验过程

首先用小磁针判断磁铁的磁力方向

并在每一小块上做好标记

用胶枪在长方体盒子上粘上一小段绳子

当做挂钩与塑料袋连接起来

先试试第一种排列方式

将排列好的磁铁条放入盒子内

利用磁铁的磁性将装置固定在铁板上

慢慢的向塑料袋中放入钢珠

发现第一种排列方式最多能放14个钢珠

换一种排列方式

采取与上述相同的方法

发现可以放入的钢珠大大增加

最多可以放112个！

也可以试试这种排列的另一侧

则只可以放9个钢珠

用下面这种排列方式时

则可以放41个

原理解说

不同磁体以不同方式排列起来，各自的磁场经过叠加，其磁场强度的空间分布会有不同。这件事很容易理解，即使是单个磁体，其周围磁场的强度大小也不是均匀分布的。

这次实验，我们把磁体按照不同的顺序纵向、横向交替排列，下面可以悬挂不同数目的钢珠，这说明小磁体上方的磁场强度是不同的。其中有一些排列顺序使得小磁铁某个方向的磁场强度得到了加强。这种特殊结构称为海尔贝克阵列，各个磁体的磁化方向按照阵列依次旋转某个角度，可以用最少量的磁体产生最强的磁场。周围的磁力线在小磁铁的上方聚集，达到最强；而下方的磁力线却非常稀疏，在空间中近似正弦分布。

海尔贝克阵列

海尔贝克阵列磁力线分布

（图源AZLoop Final Design Package）

海尔贝克阵列有不止一种，可以按照不同的需求设计不同的种类。将直线型海尔贝克阵列首尾相接，就可以得到环形海尔贝克阵列。制造海尔贝克阵列，可以像我们一样把小磁铁按照不同的排列顺序粘起来，也可以先把各个分段磁体粘起来，再一起充磁。

环形海尔贝克阵列

海尔贝克阵列可以加强单边磁场，在生活中有着广泛的应用。比如磁悬浮列车中应用到的电动悬浮原理，可以通过加强的单边磁场提高悬浮时的浮阻比，减小能量损失，同时减小对乘客的辐射。生活中的冰箱贴多应用价格低廉但磁力弱的钕铁硼材料，通过海尔贝克阵列，使其可以牢牢吸附。

上期回顾

NO.235 小怪兽：被奥特曼的激光瞄准，我还有救吗？ | 正经玩

01.Jenny的实验分享如下：

02.夏目漱石的实验分享如下：

03.我的世界666的实验分享如下：

投票时间于1月20日零点截止