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磁铁有磁性

磁铁为什么会有磁力?
磁铁为什么会有磁力?
提示:

磁铁为什么会有磁力?

磁铁之所以能够产生磁性,这是电磁力的作用。

原子的组成有两部分,一部分是带正电荷的原子核,还有一部分是原子核外围带负电的电子。电子自旋会产生自旋磁矩,从而产生磁场。另一方面,原子核外的电子在轨道上运动还会产生轨道磁矩,这也会产生磁场。此外,原子核的自旋也有自旋磁矩,同样也能产生磁场。

原子中的各种磁矩结合在一起产生一个总的原子磁矩,而原子磁矩的有序度决定了物质是否具有磁性。如果原子中的磁矩互相叠加,原子磁矩有序度高,这样就会产生一个磁场,从而使物质具有磁性。这样的物质就是我们所说的磁铁,最常见的磁铁主要是由四氧化三铁组成。

另一方面,如果原子中的磁矩互相抵消,原子磁矩无序排列,这样无法产生磁场,物质也就没有磁性。

在磁铁产生的磁场的作用下,铁的原子磁矩排列会从混乱变成有序,从而被磁化,并产生磁场。这样磁铁和铁之间就能产生电磁力,所以磁铁可以吸铁。

而对于磁铁无法吸引的其他物质,它们的原子磁矩在磁场作用下不会从混乱变成有序,这样就无法产生磁场,所以它们无法与磁铁通过电磁力而吸引在一起。

磁铁为什么会有磁性?
提示:

磁铁为什么会有磁性?

磁铁之所以具有磁性,是因为在其内部的原子里存在着未成对的电子,这些电子会在其中形成自环电流的微小磁矩,从而导致磁铁整体表现出磁性。当这些微小磁矩的方向随机分布时,磁铁在整体上没有磁性表现,但当这些微小磁矩的方向排列成一个特定的方向时,就会形成一个比较强大的磁场,磁铁就表现出明显的磁性。
具体来说,在磁铁内部的原子中,电子绕着原子核旋转产生了轨道角动量,同时电子自身具有自旋角动量,也就是沿自身轴的旋转。这两种角动量的运动产生了磁矩,并且磁矩的大小与电子的轨道角动量和自旋角动量的大小有关。
在普通状态下,磁铁内部的许多原子的电子的这些磁矩是随机分布的,相互抵消,因此磁铁整体上没有磁性表现。但在被外界磁场或强电流的影响下,磁铁内部的这些微小磁矩可以顺着外界磁场或电流的方向排列,形成了一个强大的磁性区域。这个区域被称为“磁畴”,多个磁畴能够协同作用形成更大的磁性区域,当所有磁畴的磁矩都排列在同一方向时,整个磁铁就会表现出明显的磁性。
总之,磁铁内部的原子中存在的未成对电子产生的磁矩是导致磁铁具有磁性的主要因素,这些磁矩的方向可以随着外界磁场或电流的影响调整,从而形成磁畴和整体的磁性表现。