磁铁同级为什么会排斥

    你有没有玩过磁铁？磁铁是一种能够吸引或排斥其他磁铁或金属的物质。磁铁有两个极，分别叫做北极和南极。如果你把两个磁铁的同名极（比如北极和北极）靠近，你会发现它们会互相推开，这就是磁铁同级排斥的现象。如果你把两个磁铁的异名极（比如北极和南极）靠近，你会发现它们会互相吸引，这就是磁铁异级吸引的现象。

    为什么磁铁同级会排斥呢？

    要回答这个问题，需要了解一下磁场。

    磁场是一种无形的力场，它存在于磁铁周围，也存在于地球周围。磁场可以用一些小的指南针来表示，指南针的指针会指向磁场的方向。如果你把一个指南针放在一个磁铁附近，你会发现指针会指向磁铁的南极或北极，这就说明了磁场的存在。

    磁场不仅存在于磁铁周围，也存在于电流周围。电流就是电子的流动，电子是一种带负电的微小粒子。当电子在导线中流动时，就会产生一个环绕导线的磁场。这个现象叫做电流的磁效应。电流的方向和磁场的方向有一个固定的关系，可以用右手定则来判断。右手定则是这样的：如果你用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，那么其他四个手指所围成的圆柱面就是磁场的方向。

    电流和磁铁有什么关系？

    磁铁里面也有很多微小的电流在流动，这些电流叫做分子电流。分子电流就是由原子中绕着核旋转的电子所产生的电流。原子是构成物质的最小单位，原子中有一个带正电的核和一些带负电的电子。电子绕着核旋转就像地球绕着太阳旋转一样，这样就形成了一个很小很小的环形电流。

    分子电流也会产生磁场，这个磁场叫做分子磁场。分子磁场可以用一个很小很小的指南针来表示，这个指南针叫做分子磁针。分子磁针也有两个极，分别叫做分子北极和分子南极。分子北极指向分子电流顺时针方向（用右手定则判断），分子南极指向分子电流逆时针方向。

    在一般的物质中，分子磁针的方向是随机的，没有规律，所以它们的磁场会相互抵消，不会对外界产生影响。但是在磁铁中，分子磁针的方向是有序的，大部分都指向同一个方向，所以它们的磁场会相互叠加，形成一个很强的磁场，这个磁场就是磁铁的磁场。磁铁的北极就是分子北极的集中区，磁铁的南极就是分子南极的集中区。

    当我们把两个磁铁的同名极靠近时，它们的分子磁针就会受到对方的影响，试图调整自己的方向，使得两个磁铁的分子磁针都指向同一个方向。但是这样做会违反能量守恒定律，因为这样会使得两个磁铁的总能量增加。能量守恒定律是自然界最基本的定律之一，它告诉我们，在一个封闭的系统中，能量不会凭空产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式。

    两个磁铁之间就会产生一个排斥力，阻止它们的分子磁针调整方向，维持原来的状态。这个排斥力就是我们感觉到的磁铁同级排斥的力。

    相反地当我们把两个磁铁的异名极靠近时，它们的分子磁针就会受到对方的吸引，试图调整自己的方向，使得两个磁铁的分子磁针都指向相反的方向。这样做会使得两个磁铁的总能量减少，符合能量守恒定律。

    两个磁铁之间就会产生一个吸引力，促使它们的分子磁针调整方向，靠近彼此。这个吸引力就是我们感觉到的磁铁异级吸引的力。磁铁同级排斥和异级吸引都是由于分子电流和分子磁场之间的相互作用所导致的。这些相互作用遵循着能量守恒定律和右手定则等物理规律。