用磁铁能预报地震吗?
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有一种说法认为,磁铁之所以会带有磁性,是因为地球磁场的影响。所以,如果地球的磁场发生了变化,磁铁的磁性也会受到干扰。于是,在前一阵的日本大地震后,有人就提出了一种预报地震的方法:把一块吸着铁块的磁铁用绳子挂在高处,下面放一个铁盆。如果地震前地球磁场发生的剧烈变化使磁铁失去了磁性,铁块就会掉下来,落进盆里。用这个办法,据说能使地震的预警时间提前10分钟至几十秒。
可是,好像有点不对劲吧——磁铁会因为地震导致的磁场变化而失去磁性吗?要是这样的话,在那些曾经发生过地震的地区,所有的磁铁就都不能用了?那么,像电话卡、银行卡这些磁卡岂不是也会被消磁?看来,这种说法的科学依据可不充分啊!
磁性是怎么回事?
磁铁为什么会有磁性呢?在课堂上,我们都观察过铁被磁化、变成磁铁的过程。可是,磁铁可不是这样靠“传染”制造出来的。在磁铁的内部,含有很多金属离子(比如铁离子),这些离子内部有一些独特的电子结构,使得它们带有磁性。所以,这些离子都可以被看成一个个“小磁球”。在不同的温度下,这些离子的活动状态会发生变化。当磁铁受热,“体温”比较高的时候,磁铁内部的离子会振动得很厉害,“小磁球”们蹦来蹦去,无法集中指向一个方向,这样,磁铁的磁性就减弱了。而当磁铁的温度比较低的时候,“小磁球”们就都会安静下来,基本上沿着同一个方向,这时的磁铁的磁性就会很强。
这一现象,是居里夫人的丈夫皮埃尔·居里在研究磁石的物理性质时发现的。他还测定了磁铁受热后开始失去磁性时的温度,这个温度就被命名为“居里温度”。要想将磁铁消磁的话,就得将磁铁加热到居里温度以上,然后在没有其他磁场影响的环境下冷却。居里温度有多高呢?在数百摄氏度以上。所以,除非是发生了火灾,否则,磁铁的“体温”肯定达不到这么高的温度,自然也就不可能被轻易地消磁。因此,“磁铁会在地震中被消磁”的想法是错误的。
如何改变磁铁的磁性呢?
那么,磁铁又是怎么被磁化的呢?在外来磁场的作用下,“小磁球”离子会一起转向磁场的方向,磁铁就被磁化了。而且,这种磁性会随着磁场的增强慢慢变强。即使磁场减弱的时候,磁性也不会彻底消失。因为要改变它们的磁化状态,外来磁场的强度需要达到非常高的水平。而地磁场虽然存在,但它的强度很小。要不然的话,地球上铁做的东西早就都给吸在地上,拽都拽不动啦!据测算,改变磁铁的磁性所需要的磁力,是地球磁场强度的数千倍乃至数万倍!
所以,在地震发生的前后,由于地层内的地质变化而导致地磁场产生一定程度的变化,是可以观测到的。但是,这种改变产生的能量就更小了。打个比方说,我们都知道电流通过也会产生磁场。如果离一块磁铁一百米远的地方,有一条普通的输电线,它所产生的磁场,就已经是地震产生的磁场强度的一千倍了。因此,地震引起的磁场变化根本不可能对磁铁的磁力产生什么影响。所谓用磁铁来预报地震的方法,也只能是一个失败的设想啦。