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移動的電荷會產(chǎn)生磁場,因此我們可以通過將鐵芯與通電線圈纏繞來制造電磁鐵。但是我們在日常生活中看到的磁鐵不需要纏繞導電線圈,那么它的磁力從何而來呢?
電子圍繞原子核的運動會產(chǎn)生磁場,而電子的自旋也會產(chǎn)生磁場。 (原子核也會產(chǎn)生磁場,如果磁場太小,通??梢院雎圆挥?。)
因此,從理論上講,所有材料都具有磁性,例如木材(例如水),但是電子產(chǎn)生的磁矩的方向是隨機的(磁矩是表示磁強度和方向的矢量),并且力相互抵消。
從宏觀的角度來看,這些物質(zhì)總體上沒有磁性,生活中的常見磁鐵是鐵磁性物質(zhì)。
由鐵磁性物質(zhì)的電子產(chǎn)生的磁矩的方向不是隨機的。它們將整齊地排列以形成自發(fā)的磁化區(qū)域,這稱為磁疇?,F(xiàn)在,如果沒有不同方向的磁力相互抵消,它可以顯示出磁力嗎?不,鐵是鐵磁性物質(zhì)。您會發(fā)現(xiàn)拿著鐵塊不會吸引鐵釘子。這是為什么?
因為像鐵塊這樣的宏觀物質(zhì)不僅僅具有一個磁疇,所以不同磁疇的磁矩處于不同的方向,并且力的作用相互抵消,仍然沒有顯示出磁性。
如果要使鐵磁性物質(zhì)表現(xiàn)出磁性,則必須將其磁化。將鐵磁性物質(zhì)置于強磁場下,磁疇的大小將發(fā)生變化,并且與施加磁場相同方向的磁疇將繼續(xù)擴展。最后,您將擁有一塊磁鐵。該過程稱為磁化。
因此得出的結(jié)論是,磁鐵的磁力是由鐵磁性物質(zhì)中的電子自旋以及圍繞原子核的運動產(chǎn)生的。
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