人们是怎样逐步掌握声学规律的:现代声学——声学在20 世纪的大发展(3)

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焦耳发现的磁致伸缩

铁磁体制成的棒在磁场中会变长变短,这个现象是1842年焦耳发现的。学力学时大家都知道1牛顿的力沿力的方向移动1米所做的功叫1焦耳或1焦。这是为纪念焦耳在这方面的功绩起的名字。很少人知道就是这位焦耳先生发现了磁致伸缩现象。在铁磁体上绕上线圈,通上交流电,铁磁体就会按交流电的变化一伸一缩的振动,也就发出声音。所加电流频率如果是超声,也就会发出超声。有不少材料都有磁致伸缩现象,如铁、钻、镍及其合金。我们站在大变压器边上会听到嗡嗡的声音,这就是由于变压器铁芯在磁致伸缩作用下振动发出的声音,不过不是50赫,而是100赫,这是因为磁致伸缩只与磁场强度变化有关,而与磁场方向无关。这种现象焦耳早就发现了。

磁致伸缩的道理不容易用简单的话说清楚。大体说来,铁磁体的晶粒中形成一些小区,叫磁畴,不同磁畴中磁矩的方向不同,使整个晶体的磁化强度为零。加上外加磁场时磁畴结构发生变化,磁畴本身也有形变,使整个铁磁体发生形变,这就是磁致伸缩现象的来源。

其实,在焦耳以前也有人发现过磁致伸缩现象,如在1837年配济把一个带电的线圈放在马蹄形磁铁磁极前面,然后突然把电截断,就听到一个声音,他管他叫“电激音乐”。这也就是磁致伸缩现象,不过他没有进一步追究。发现磁致伸缩现象的功劳就归于焦耳了。

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