磁鐵會(huì)有磁性是什么原因造成的
磁鐵會(huì)有磁性是大家知道的事情，那么為什么磁鐵會(huì)有磁性呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編精心為你整理的磁鐵會(huì)有磁性的原因，一起來(lái)看看。
磁鐵會(huì)有磁性的原因
磁鐵吸鐵由磁鐵的特性決定的 如果按原子電流解釋就是電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁化別的物體 磁化物體產(chǎn)生電場(chǎng) 電場(chǎng)互相作用產(chǎn)生力的作用。
物質(zhì)大都是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子又是由原子核和電子組成的。在原子內(nèi)部，電子不停地自轉(zhuǎn)，并繞原子核旋轉(zhuǎn)。電子的這兩種運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生磁性。但是在大多數(shù)物質(zhì)中，電子運(yùn)動(dòng)的方向各不相同、雜亂無(wú)章，磁效應(yīng)相互抵消。因此，大多數(shù)物質(zhì)在正常情況下，并不呈現(xiàn)磁性。
鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質(zhì)有所不同，它內(nèi)部的電子自旋可以在小范圍內(nèi)自發(fā)地排列起來(lái)，形成一個(gè)自發(fā)磁化區(qū)，這種自發(fā)磁化區(qū)就叫磁疇。鐵磁類物質(zhì)磁化后，內(nèi)部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來(lái)，使磁性加強(qiáng)，就構(gòu)成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過(guò)程就是對(duì)鐵塊的磁化過(guò)程，磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產(chǎn)生吸引力，鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說(shuō)磁鐵有磁性了。
磁鐵產(chǎn)生磁性的原理
磁鐵是可以產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體，為一磁偶極子，能夠吸引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬。磁極的判定是以細(xì)線懸掛一磁鐵，指向北方的磁極稱為指北極或N極，指向南方的磁極為指南極或S極。(如果將地球想成一大磁鐵，則目前地球的地磁北極是S極，地磁南極則是N極。)磁鐵異極則相吸，同極則排斥。指南極與指北極相吸，指南極與指南極相斥，指北極與指北極相斥。
磁鐵可分為“永久磁鐵”與“非永久磁鐵”。永久磁鐵可以是天然產(chǎn)物，又稱天然磁石，也可以由人工制造(最強(qiáng)的磁鐵是釹鐵硼磁鐵)。非永久性磁鐵，例如電磁鐵，只有在某些條件下才會(huì)出現(xiàn)磁性。
磁鐵放久了會(huì)失去磁性的原因
安培有一個(gè)分子電流假說(shuō)，簡(jiǎn)而言之就是當(dāng)鐵、鈷、鎳等物質(zhì)里的電子自旋產(chǎn)生分子電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)這些分子電流的排布方向一致的時(shí)候，同方向的磁場(chǎng)會(huì)疊加而增強(qiáng)，從而對(duì)外界呈現(xiàn)出磁效應(yīng)。由于分子振動(dòng)或者受到外界因素的干擾，分子電流的方向逐漸變得雜亂無(wú)章，所以才會(huì)失去磁性。加熱或者劇烈撞擊能加速這一過(guò)程，能讓磁鐵迅速失去磁性。
磁鐵的磁性并沒(méi)有那么容易消除的，因此更有可能的情況是磁鐵從某個(gè)具有磁化的狀態(tài)突然受到外場(chǎng)的刺激或者其它力學(xué)、熱學(xué)的刺激之后導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的突然轉(zhuǎn)變。不過(guò)除了這種發(fā)生突然的變化之外，也還是存在一個(gè)熵效應(yīng)，我想，或許你的背后的意思其實(shí)是想知道是否熵效應(yīng)在其中起主導(dǎo)。對(duì)鐵磁性材料而言，但是必須強(qiáng)調(diào)，一般討論鐵磁性的問(wèn)題時(shí)大家并不把熵的部分考慮進(jìn)去的，因?yàn)殍F磁性這里面還蘊(yùn)含著更長(zhǎng)程的關(guān)聯(lián)，更強(qiáng)的自旋間的相互作用，因此更有可能的是磁鐵只是處在某個(gè)凍結(jié)的狀態(tài)里，而并不像液晶那樣最終由取向主導(dǎo)了整個(gè)相變的過(guò)程。
磁性材料有很多種不同的類型，不過(guò)既然表現(xiàn)出磁性，那么就說(shuō)明它內(nèi)部存在著某種取向的傾向性。今天我們知道這主要就是電子(有時(shí)也包括原子核)的軌道角動(dòng)量、自旋角動(dòng)量等等所引起的。材料被磁化后也就發(fā)生了一些奇妙的變化，直觀的看，就是有了磁性，仔細(xì)一點(diǎn)看，本來(lái)材料是一個(gè)無(wú)序態(tài)(各個(gè)方向都是一致的，這就是各向同性，這種情況可以想象成一個(gè)球)，現(xiàn)在出現(xiàn)了一些方向性(存在著某些特殊的方向，這就是各向異性，這種情況類似于一根棍子)，顯然球的對(duì)稱性比棍子的對(duì)稱性更豐富，那么磁化的過(guò)程也就是發(fā)生了對(duì)稱性的減少，平常叫做對(duì)稱破缺。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)這種具有磁化的狀態(tài)，系統(tǒng)的能量會(huì)相對(duì)比較低(甚至是非常低)，但是這只是問(wèn)題的一個(gè)方面，不妨想想自由能的表達(dá)式：F=U-TS，我們希望自由能降低，固然考慮能量降低是很重要的，但是如果溫度逐漸升高，那么系統(tǒng)熵的增加也可以使得自由能降低。熵的增加，所對(duì)應(yīng)的也就是微觀的狀態(tài)數(shù)的增加，也就是說(shuō)，在取向上的狀態(tài)數(shù)的增加可以導(dǎo)致自由能的減少?？傊跍囟缺容^高的時(shí)候，磁鐵可以容許有更多種的取向，這也是可能導(dǎo)致磁性減弱的原因之一。但這個(gè)效應(yīng)對(duì)于不同的磁性材料效果是非常不同的，當(dāng)磁矩之間的相互作用強(qiáng)度足夠強(qiáng)的時(shí)候(U占主導(dǎo))，熵的效應(yīng)(TS)在其中所起到的影響其實(shí)可能會(huì)非常微弱。事實(shí)的情況也正是如此，總的來(lái)看，熵的這一部分效應(yīng)在我們通常所說(shuō)的常溫情況下磁鐵磁性的消失問(wèn)題中，或許應(yīng)當(dāng)并不是主要因素。
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