秦联华，路峻岭



永磁体钢球串多级碰撞演示实验

秦联华，路峻岭

(清华大学 物理系，北京 100084)

由1个永磁体圆柱和几个等质量钢球非对称排列构成的组合体形成了沿轴向非对称的磁势阱，邻近永磁体的一侧势阱深且陡，邻近钢球的一侧势阱浅且缓，当1个钢球从邻近永磁体的一侧慢慢滚向永磁体时，它就掉进了磁势阱中，磁势能变成动能而被加速. 当它接近永磁体时，它就以很大的速度撞向永磁体，如果在槽形轨道中间断地放置多个这样的永磁体圆柱钢球组合体，当1个钢球掉进1个磁势阱后，就会激发一系列的碰撞过程，最后1个钢球将飞快地从另一侧射出.

永磁体；磁势阱；弹性碰撞

在大学物理课上适当地做演示实验，可以帮助学生深入地掌握授课内容，培养学生的学习积极性，提高学习兴趣，引导学生深入思考问题. 大学物理的定律公式往往精炼简单，而自然现象往往显得十分复杂. 通过观看实验现象，研究实验过程，进而理解实验的物理原理，由感性到理性地学习物理. 本文介绍的永磁体钢球串多级碰撞实验就是可以达到上述目的的演示实验.

1　实验装置及实验现象

实验装置如图1所示，主要包括槽形轨道、圆柱状永磁体及钢球若干. 在槽形轨道中放置若干组永磁体钢球串(图1中有2组，2组之间有一定距离)，每1组中有1个永磁体磁钢，永磁体为圆柱状，其一侧放置由若干个钢球组成的钢球串(图1中为3个)，钢球直径与永磁体……