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图7.10 石墨稳定下的磁铁悬浮装置
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那么如果我们能够想个法子，使得当小磁铁偏离平衡位置（即大磁铁对它的吸引力等于其重力的位置）奔向大磁铁时，我们给它一个向下的推力；当小磁铁偏离平衡位置远离大磁铁时，我们给它一个向上的推力，这样就能使得它老老实实呆在平衡位置了。要做这件事人的反应速度是远远不够的，这时石墨就派上了用场。它的逆磁性告诉我们，当小磁铁靠它越近时，它对小磁铁产生一个越大的排斥力，这样两块石墨片把小磁铁夹在中间就起到了稳定小磁铁的作用。当小磁铁试图靠近或远离平衡位置时，它也更靠近了上面或下面的石墨片，在石墨片中诱导出更强的反抗磁场，从而产生更大的排斥力把它推回平衡位置。图7.11展示了小磁铁悬浮的样子。
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图7.11 小磁铁悬浮在两块石墨之间
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你可能注意到了在图7.10的装置中有两个调节高度的螺丝。它们用于比较细致地调节石墨片之间的间隔，以及大小磁铁之间的距离。如果石墨片之间的距离过大，则逆磁效应产生的排斥力不足以稳定小磁铁。所以调试的时候可以先使得石墨片之间的距离最小，只要稍微大于小磁铁的尺寸即可。观察到了悬浮现象以后，可以慢慢增加石墨片之间的距离。大磁铁的强度越强，则悬浮越容易成功，而且石墨片之间的距离也可以增加的更大。
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你读到此，可能既兴奋又难过，兴奋的是这个装置看起来很好玩，难过的是加工这些材料似乎不容易。其实不然，石墨片和大小磁铁都可以从网上买到，而如果没有工具加工支架和距离调节装置的话，完全可以用别的简陋一些的方法替代。如图7.12所示，上面那块石墨片由一个电子爱好者常用的万向焊接台夹住，可以手动调节它的高度，而大磁铁用另外一个焊接台夹住，也可以手动调节高度。虽然调试起来比图7.10中的装置要困难一些，但是只要稍加耐心，成功也是很容易实现的。
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图7.12 简易版石墨稳定下的磁悬浮
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探索与发现
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在这一节中，我们先来看恩绍定理的证明。如果你没有学过麦克斯韦方程的话，这一部分可以暂且略过；如果你学过麦克斯韦方程但是早就还给老师了的话，这一段或许会唤醒一些或美好或痛苦的回忆。
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我们的目标是证明一块小磁铁在外加恒定磁场下不具有势能最低点，而只可能具有鞍点。首先我们要写出小磁铁的势能表达形式，假设小磁铁具有磁偶极矩，外加恒定磁场为，则小磁铁在磁场中的势能为：
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这实际上是非常符合常识的，小磁铁在磁场中的位置总是趋向于势能最低的地方。比如指南针为什么其北极要指向南方，就是因为地表的磁力线是指向南方的（除了地球南北极以外的大多数地方），这样为正且最大，从而势能为负且最小，指南针达到稳定。
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通常，小磁铁的磁极指向一个固定的方向，假设是竖直方向Z，则势能的表达式可以简化为：
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E=—mBZ
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因为磁偶极矩是一个常数，接下来的任务就是要证明BZ在空间中只具有鞍点，而不可能出现各个方向都是最小值的点。
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记得麦先生的方程组里有一个关于磁场的方程是：
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这表示在没有自由电流的情况下，空间中磁场的旋度为零，由此我们很容易得到下面这个式子：
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