磁液爬坡：探索磁性液体运动现象

磁液爬坡

Magnetic Fluid Climbing Stairs

俗话说：“人往高处走，水往低处流。”前半句“人往高处走”表示人的本性是向上的，向往美好，追求圆满。后半句“水往低处流”是一种自然客观规律，在重力的作用下，水会自然往下流。可本实验中的液体在外磁场的作用下，却从玻璃管的底部爬到高处，形成了液体往高处流的壮观景象。

实验装置

如图1所示，磁液爬坡实验演示仪一套。A为玻璃管，用于盛装磁性液体B，C为线圈，共7组，D为控制开关，共7个，分别控制7组线圈的通电。

图1　磁液爬坡演示仪

图2　磁液爬坡演示仪结构图

现象观察(www.xing528.com)

打开玻璃管上盖，将磁液瓶中的磁性液体缓慢倒入玻璃管中，再将上盖封好。然后打开电源开关，在控制面板上顺序按下“1，2，3，4，5，6，7”按钮，可见到对应按钮指示灯亮，并可观察到玻璃管内的磁性液体自动上爬，到达顶端后，自动返回底部。

现象解密

磁性液体是一种新型的纳米材料，它是由纳米基磁粉和基液合成的，具有顺磁性。当按下按钮“1”后，对应的线圈“1”通电，产生很强的磁场，磁性液体在磁场的吸引力作用下向上运动。当按下按钮“2”，线圈“2”通电，而线圈“1”断电，线圈“2”产生的磁场继续把磁性液体吸引到高处。线圈“1～7”依次通电，吸引磁性液体向高处运动。当第7个线圈断电后，磁性液体在惯性的作用下仍能向上运动，到达玻璃管的顶端，形成液体往高处流动的壮观景象，最后在重力作用下返回底部。

应用拓展

含纳米颗粒的球形空心材料在药物和染料的控释及缓释、生物活性分子的保护、催化以及废水处理等领域具有潜在的应用价值，其工作原理与磁液爬坡相同。例如把药物装在磁性空心球内，注入患者体内后，在外磁场的作用下，将磁性空心球引向病灶部位，使药物直接作用于病灶以提高治疗效率和效果。

思考题

1.什么是物质的磁性和顺磁性？

2.在实验中，如果只按下“1～7”中的一个按钮，磁性液体将作如何运动？