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你有没有发现这个问题：现在的冰箱贴，为什么只有一面能吸住冰箱，另外一面放到冰箱上后吸不住，会掉下来？

这不太对啊，磁铁不是应该两面都有磁性吗？为什么会一面贴不住呢？

 

@engineeringdog

 

其实，这是因为现在的冰箱贴，应用了粒子加速器里的磁体布阵法。

利用这种布阵法，我们还可以在家里制造出电磁炮呢。一起来看看吧！

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关键概念

哈尔巴赫阵列

材料和操作

如果你家有那种屁股后面没有圆柱形磁铁的冰箱贴，可以用来观察这个现象：把冰箱贴正面贴着冰箱，看看它会不会掉下来。

这背后的原理一会儿解释。如果你家有一些永磁体，那就可以用这个原理来做更有趣的实验了。我们来造一个电磁轨道炮吧。

像下面这样子交错排布磁铁的南北极，然后把它们固定住，就可以增强磁场，制造出一个电磁炮啦！

 

红色和绿色分别代表南北极

 

把几个磁体组成的“子弹”放到轨道中央，就可以发射出惊人的速度了。

 

@maggie webege

 

原理

冰箱贴只有一面有磁性，把它的正面贴冰箱时会掉下来，是因为现在的冰箱贴都采用了哈尔巴赫阵列（Halbach Array）的设计。

 

一种线性哈尔巴赫阵列，此阵列上方磁场较弱，下方磁场较强。 @wikipedia

 

什么是哈尔巴赫阵列？

哈尔巴赫阵列指的是一系列永磁体的排布方式，这种排布方式使得磁场在一边减弱，但在另一边得到增强。通过这种方法就可以有效增强某处的磁场，同时使其变得均匀。

 

一种线性哈尔巴赫阵列，此阵列上方磁场较强，下方磁场较弱。 @wikipedia

 

我们知道，磁体同性相斥，异性相吸。所以很多人下意识地会认为，要让磁场变大，最好的方法是把几块磁体的南极合在一起，北极也合在一起对吗？

实际上并不是这样。如果让几块磁体旋转排布，反而能够在一面能到更强的磁场。当然，这背后的代价就是，另一面的磁场减弱了。这就是哈尔巴赫阵列的逻辑。

哈尔巴赫阵列一开始是美国物理学家 John C. Mallinson 在1973年发现的，但是当时这个现象没有引起他的重视，他认为这大概只能用在磁带技术上。

但是在80年代，美国劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家 Klaus Halbach 在研究如何集中粒子束时独立发现了这个阵列，因此后来哈尔巴赫阵列就以他的名字命名。

其实你留心冰箱贴的演变就会发现，老式的冰箱贴两面都能吸住冰箱。这是因为，一开始冰箱贴后面真的有一块圆柱形的磁铁。

但是现在许多冰箱贴很薄，没有这样的磁铁。这就是因为它们现在大多是用氧化铁粉末和塑料粘合剂制成的。这种磁性混合物被切割成边长约为1毫米的三角形棱柱后，再以下面的哈尔巴赫阵列排布。

 

冰箱贴的哈尔巴赫阵列 @wikipedia

 

你可以想象冰箱贴制造商这么做的理由，那就是为了在增强磁场的同时降低成本。

现在，除了冰箱磁铁，哈尔巴赫阵列高能物理领域（如粒子加速器，自由电子激光器，同步辐射装置和磁透镜）、常规治具、直流电机、磁力耦合器和发电机中都有广泛的应用。

同步加速器里的扭摆磁铁（Wiggler，让粒子周期“扭腰”的仪器）里的哈尔巴赫阵列是这样的——

 

Halbach wiggler @wikipedia

 

许多交通运输系统，如 Inductrack 磁悬浮系统也采用了哈尔巴赫阵列加强磁场。超级高铁 Hyperloop 也采用了线性哈尔巴赫阵列来设计分离舱。

当然，除了线性的，哈尔巴赫阵列还有很多形式。比如我们来看看下面这种环形的哈尔巴赫阵列。

 

@supermagneticman

 

用磁场观察膜（磁力线平行于此薄膜表面时呈现白色）观察的话，会发现这种永磁体阵列内部的磁场被聚集到了一条线上。

还有这种形式的——

这样排布后，这款永磁体中心的磁通量密度超过了1.2特斯拉，相当于1200个冰箱贴，比较接近核磁共振所需的主磁铁的磁通量密度了。

看看用圆形哈尔巴赫阵列可以如何玩弄小永磁体片——

我听见有同学说线性哈尔巴赫阵列的布阵法很难记是吗？

其实一点也不难哦，用眼睛顺时针翻白眼的顺序就是哈尔巴赫阵列布阵法叻。

看一下示范——

无标注图片来源网络。

动图来源和参考资料储存于石墨：

https://shimo.im/docs/khDDXqPWTwkJkwtJ/

 

 

题目：一字对开门冰箱和十字门冰箱选哪种好？家里换过三台，来谈谈感受

近年来，随着科技的进步和生活水平的提高，家电产品也越来越多样化，其中冰箱作为家庭必备品之一，更是在设计和功能上不断创新。而在选择冰箱时，一字对开门和十字门成为了常见的两种设计，它们各有优劣，那么究竟该如何选择呢？作为一个数码家电领域的达人，我家里已经换过三台冰箱，今天就来和大家分享一下我的感受和经验。

第一台冰箱是我刚搬进新家时购买的，那时我并没有太多对家电产品的了解，只是听说一字对开门冰箱在设计上更加时尚，所以就选择了这种类型。刚开始使用时，我对它的美观度确实很满意，但是随着时间的推移，我发现了一些不方便之处。比如，当我需要拿取冷冻室里的东西时，常常需要弯腰，而且空间不够大，放置大件食物时也有些力不从心。另外，如果不小心打开了一边的门，另一边的门也会被带动打开，这时候就需要及时关上，否则会造成能源浪费。而且，冰箱门上常常会有指纹，需要经常擦拭，有些麻烦。

后来，我家装修时换了一台十字门冰箱。这次选择是在我更多的了解了各种冰箱类型之后做出的。十字门冰箱的设计更为人性化，冷藏室和冷冻室分开，不会相互影响，使用起来更加方便。而且，冷冻室的空间更大，可以轻松放置各种食材，不会感到局促。同时，十字门冰箱的节能效果也更好，冷空气不易外泄，更加省电。对于家里有孩子的朋友来说，十字门冰箱还有一个好处，就是可以避免孩子们随意打开冰箱门带来的能源浪费问题。

在使用了这两种冰箱之后，我对十字门冰箱更为推崇。不仅在设计上更为人性化，而且在实际使用中更加方便省力，给家庭带来了更好的使用体验。当然，这也只是我的个人感受，不同的家庭可能会有不同的选择。

除了冰箱本身的设计和功能外，我还想分享一些与冰箱相关的趣事。有一次，我家冰箱里的灯坏了，虽然听说这个问题不难修理，但是我并没有相关的技能，于是只好求助于专业的维修师傅。没想到，他来了之后竟然用一个橡皮筋就解决了问题。原来，冰箱灯的触点生锈了，导致接触不良，而维修师傅用橡皮筋将灯泡固定在一个位置，使其能够正常点亮。这让我深刻地感受到了专业技能的重要性，有时候解决问题并不一定需要复杂的方法，简单的办法也能达到预期的效果。

另外，我还经常会在冰箱上贴一些有趣的磁贴或者便签，用来记录家庭的事务或者写一些小心情。有一次，我在冰箱上写了一张便签，提醒家人吃剩下的食物，结果被我妈发现了，她看到后调皮地在便签上回了一句：“吃饱了撑的！”这让我们全家都捧腹大笑，也增加了家庭的温馨氛围。

总的来说，选择一字对开门冰箱还是十字门冰箱，需要根据自己的实际情况和喜好来决定。但从我的经验来看，十字门冰箱在实际使用中更为方便，更能满足家庭的需求。当然，在使用任何家电产品时，维护和保养同样重要，只有这样才能延长产品的使用寿命，为家庭带来更多的便利和舒适。