家里的冰箱贴只有一面有磁性？你发现没？ | 正经玩

冰箱贴的秘密

你发现了吗？

为何它总是一面粘得牢，

一面使不上劲？

这种单向的磁铁

是怎么做出来的？

今天带你揭开玄机，

教你打造强力“单向磁铁”！

实验器材

方形磁铁（8个）、记号笔、弹簧测力计、铁尺、胶水、塑料板、所标杯

实验步骤

将八块方形磁铁吸附成一列，用记号笔在每一块上统一画好方向箭头，以标示磁感线方向。（无需区分磁铁南北极，画反了也没关系）

将磁铁按下图特定方向排列：

此结构以四块磁铁为一个周期性序列，是一种海尔贝克阵列，冰箱贴单向磁性的秘密就在其中。操作时请务必小心，因磁铁间作用力复杂，极易相互吸引导致排列失败！（小编也失败了无数次 T_T）

第三步：

将排列好的磁铁阵列用胶水牢固地粘贴在塑料板上，以保持结构稳定。

第四步：

将铁尺下端吸附在磁铁阵列的一侧，并用弹簧测力计勾住铁尺上端，准备测量阵列两侧的吸引力大小。

第五步：

缓慢拉动塑料板，同时读取测力计示数。可观察到，该阵列一侧（左图）的磁吸力远远大于另一侧（右图），差值可达数倍！

原理解说

如果你发现家里的冰箱贴是这种单面磁体（也有一些冰箱贴是普通的双面磁体），那大概率它就是使用了海尔贝克阵列结构。如果家里恰好有两个单面磁体冰箱贴，可以尝试把两个冰箱贴有磁性的一面吸在一起，缓慢平行搓开——你会感受到一会是吸引力一会是排斥力，这也侧面说明冰箱贴里磁体是按照某种周期性阵列排列的。

海尔贝克阵列可以把磁感线都尽量集中到一侧，以实现用最少量的磁体产生最强的磁场。从下面这张磁场分布图可以看出，阵列上方的磁感线密集，磁场很强；阵列下方的磁感线稀疏，磁场很弱。

海尔贝克阵列磁感线分布 | 图源：wzmagnetics.com

生活中的冰箱贴通常使用价格低廉但磁力弱的橡胶磁铁制作，通过海尔贝克阵列增强磁性后，却可以牢牢吸附在冰箱上。

其实单面磁体并不稀奇，常见的马蹄形磁铁就是“单面”的。为了便于理解这种单面磁性的成因，我们可以根据磁感线的方向把我们实验中制作的海尔贝克磁铁阵列等效为一系列马蹄形磁铁：

这样就可以很直观地根据磁铁排列看出为什么一侧磁场强，一侧磁场弱。同学们在复刻实验时，也不妨先在理论上判断一下哪边磁场更强，然后再用实验检验一下自己的判断哦~

海尔贝克阵列可以加强单边磁场，工业应用十分广泛。除了冰箱磁贴，它还经常被应用于无刷直流电机、粒子加速器、自由电子激光器、磁悬浮列车的轨道等各种场景。

上下滑动查看投稿↑↓

1.七年级的Henry的投稿

2.Jeremy的投稿

3.函数王的投稿

4.甜菜的投稿

投票将于11月7日 22:00截止

票数最高的两位粉丝

将获得所标杯

一个

分享赢得纪念品

对于本期实验的投稿

我们将在下期进行投票

我们将为票数最高的两位粉丝

送出

所标杯

一个

投稿方式

投稿时间截止到每周五晚九点。48小时没有和我们互动的用户，我们无法给您发送消息。为了防止联系不到获奖用户的现象发生，请投票最高获奖后及时联系我们。为了截取方便请尽量上传小于45秒的视频或者照片。

编辑：余荫铠 & 王骁天