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磁性道理

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  磁性原理是能吸引铁、钴、镍等物质的性质。磁铁两端磁性强的区域称为磁极,一端称为北极(N极),一端称为南极(S极)。实验证明,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

  物质大都是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子又是由原子核和电子组成的。在原子内部,电子不停地自转,并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但是在大多数物质中,电子运动的方向各不相同、杂乱无章,磁效应相互抵消。因此,大多数物质在正常情况下,并不呈现磁性。

  不同,它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来,形成一个自发磁化区,这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后,内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来,使磁性加强,就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程,磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力,铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。我们就说磁铁有磁性了。

  磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列,但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同,如图所示。

  一般总是具有很多磁畴,这样,磁畴的磁矩方向各不相同,结果相互抵消,矢量和为零,整个物体的磁矩为零,它也就不能吸引其它磁性材料。也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后,它才能对外显示出磁性。

  1928年海森伯把量子力学引进了外斯的铁磁理论,依据局域化自旋交换解释了磁性的起源。1932年内耳发现了反磁性和亚铁磁性并成功地解释了这些现象,获1970年物理奖。范弗勒克、安德逊等对磁性和无序体系电子结构的基本性研究获1977年物理奖。1926年吉奥克提出绝热去磁法获1949年化学奖。