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磁鐵為什麼可以吸住鐵

生活更新时间:2024-07-26 06:10:44

生活中我們知道磁鐵是可以吸鐵的，不過小時候由于知識面的欠缺，一直也沒理解這個是什麼原因，今天小八就為小夥伴們介紹下磁鐵吸鐵的原理。

世間萬物皆有磁性。

我們知道物質由原子構成，而原子是由原子核和電子組成的。在原子中，電子因繞原子核運動而具有軌道磁矩，電子因自旋具有自旋磁矩，原子核的自旋同樣産生自旋磁矩（原子核的磁矩比電子的磁矩小的多，一般忽略不計），原子的磁矩主要來源于電子的軌道磁矩和自旋磁矩，原子中各磁矩結合在一起産生一個總的原子磁矩，這是一切物質磁性的來源。

磁鐵為什麼可以吸住鐵（磁鐵吸鐵是什麼原理）1

原子結構示意圖

磁矩是一個有方向的矢量。原子中電子的自旋方式分為順時針和逆時針方向兩種，在大多數物質中，具有順時針和逆時針方向的電子數目一樣多，他們産生的磁矩會相互抵消，整個原子對外沒有磁性。少數物質原子内部的電子在不同自旋方向上的數量不一樣，這樣，在自旋相反的電子磁矩相互抵消後，還剩餘一部分電子的自旋磁矩沒有被抵消，就使得整個原子具有了總的磁矩。

不過物質原子具有磁性并不代表組成的物質就能顯示磁性，原子磁矩的有序度決定了物質是否具有磁性。

磁鐵為什麼可以吸住鐵（磁鐵吸鐵是什麼原理）2

電子自旋磁矩

鐵磁性材料中相鄰原子的磁矩間存在一定的相互作用，會使某些區域中磁矩大緻按同一個方向排列，這樣就形成了一個磁疇（磁疇，是指磁性材料内部的一個個小區域，每個區域内部包含大量原子，這些原子的磁矩都像一個個小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區域之間原子磁矩排列的方向不同），磁疇内的磁性非常強。鐵磁性材料内部有許多這樣的磁疇，磁疇的磁矩方向各不相，磁矩相互抵消，總磁性趨于0，所以宏觀上鐵磁體并不顯示磁性。

磁鐵為什麼可以吸住鐵（磁鐵吸鐵是什麼原理）3

磁疇

磁化：是指在受磁場的作用下，由于材料中磁矩排列時取向趨于一緻而呈現出一定的磁性的現象。鐵磁類物質磁化後，内部的磁疇整整齊齊、方向一緻地排列起來，使磁性加強，就構成磁鐵了。

磁鐵為什麼可以吸住鐵（磁鐵吸鐵是什麼原理）4

磁化過程

磁鐵存在同性相斥異性相吸的現象。鐵被磁化後，靠近磁鐵的一端具有與磁鐵極性相反的極性而相互吸引，這就是磁鐵吸鐵的原理了。

我們生活中常見的鐵就是這一類的鐵磁類物質，常見的鐵磁類物質還有钴、鎳等金屬以及它們的合金材料。

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