雷達磁鐵探測儀

07-15

雷達磁鐵探測儀

磁鐵是一種可以相互吸引或相互排斥的物質，如果說某物體內部的細小分子都能按照相同方向排列，它就會變成磁鐵。成分是鐵、鈷、鎳等原子結構特殊，原子本身具有磁矩，一般的這些礦物分子排列混亂。磁區互相影響就顯不出磁性，但是在外力(如磁場)導引下分子排列方向趨向一致，就顯出磁性，也就是俗稱的磁鐵。鐵，鈷，鎳，是最常用的磁性物質，基本上磁鐵分永久磁鐵與軟鐵，永久磁鐵是加上強磁，使磁性物質的自旋與電子角動量成固定方向排列，軟磁則是加上電流(也是一種加上磁力的方法) 等電流去掉軟鐵會慢慢失去磁性。^[1] 磁鐵是可以產生磁場的物體，為一磁偶極子，能夠吸引鐵磁性物質如鐵、鎳、鈷等金屬。磁極的判定是以細線懸掛一磁鐵，指向北方的磁極稱為指北極或N極，指向南方的磁極為指南極或S極。（如果將地球想成一大磁鐵，則目前地球的地磁北極是S極，地磁南極則是N極。）磁鐵異極則相吸，同極則排斥。指南極與指北極相吸，指南極與指南極相斥，指北極與指北極相斥。

磁鐵可分為「永久磁鐵」與「非永久磁鐵」。永久磁鐵可以是天然產物，又稱天然磁石，也可以由人工製造(最強的磁鐵是釹鐵硼磁鐵)。非永久性磁鐵，例如電磁鐵，只有在某些條件下才會出現磁性。其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：「慈招鐵，或引之也。」那時的人稱「磁」為「慈」他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為：「石是鐵的母親，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了。」漢以前人們把磁石寫做「慈石」，是慈愛石頭的意思。既然磁石能吸引鐵，那麼是否還可以吸引其他金屬呢？我們的先民做了許多嘗試，發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石只能吸引鐵，而不能吸引其他物品。當把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時，有時候互相吸引，有時候相互排斥。現在人們都知道磁體有兩個極，一個稱N 極，一個稱S 極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理，但對這個現象還是能夠察覺到的。到了西漢，有一個名叫欒大的方士，他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西，通過調整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引，有時相互排斥。欒大稱其為「斗棋」。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝，併當場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為「五利將軍」。欒大利用磁石的性質，製作了新奇的玩意矇騙了漢武帝。地球是一個天然磁場，它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體，可以自由轉動時，就會因磁體同性相斥，異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白，但這類現象他們很清楚。在現代戰爭中，制空權是奪得戰役勝利的關鍵之一。但飛機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到，從而具有較大的危險性。為了躲避敵方雷達的監測，可以在飛機表面塗一層特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷達發射的電磁波，使得雷達電磁波很少發生反射，因此敵方雷達無法探測到雷達回波，不能發現飛機，這就使飛機達到了隱身的目的。這就是大名鼎鼎的「隱形飛機」。隱身技術是目前世界軍事科研領域的一大熱點。美國的F117隱形戰鬥機便是一個成功運用隱身技術的例子。磁性材料在軍事領域同樣得到了廣泛應用。例如，普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性感測器，由於坦克或者軍艦都是鋼鐵製造的，在它們接近（無須接觸目標）時，感測器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷力。

接下來我要講到的是一種探測儀，比如說：在戰船上安裝一個雷達磁鐵，那麼這塊雷達磁鐵就是通過磁鐵相吸的原理來探測對方戰船和對方潛水艇的，安裝這塊雷達磁鐵後，不論是探測對手多麼遠的距離，這都是有限制的，比如說：這塊雷達磁鐵能夠探測對手戰船和潛水艇十公里，那麼就可以用雷達磁鐵探測十公里。如果探測二十公里，那麼就能探測二十公里。如果是三十公里，那麼就能探測三十公里，因為戰船和潛水艇都是通過鐵來製作的，所以這就能用上雷達磁鐵這個裝置。