磁性的起源，磁性起源于兩種類(lèi)型的運動(dòng)：

1. 原子中電子的運動(dòng)，電子在原子核周?chē)能壍?類(lèi)似于太陽(yáng)系中行星的運動(dòng)圍繞太陽(yáng)。

2.另一個(gè)是電子的自旋繞著(zhù)它的軸, 類(lèi)似于地球繞自己的軸旋轉。軌道運動(dòng)和自旋運動(dòng)分別給每個(gè)電子傳遞一個(gè)磁矩，使每個(gè)電子都像一個(gè)小磁鐵一樣運動(dòng)。

磁矩是由磁體在垂直于磁軸的單位強度磁場(chǎng)中所受的旋轉力定義的。在很大一部分元素中，電子的磁矩由于泡利不相容原理而抵消，該原理指出，每個(gè)電子軌道只能被兩個(gè)自旋相反的電子占據。

然而，許多所謂的過(guò)渡金屬原子，如鐵、鈷和鎳，具有不能抵消的磁矩; 因此，這些元素是磁性材料的常見(jiàn)例子。在這些過(guò)渡金屬元素中，磁矩只來(lái)自電子的自旋。

在稀土元素(元素周期表第6行以鑭開(kāi)頭)中，電子的軌道運動(dòng)的影響沒(méi)有被抵消，因此自旋和軌道運動(dòng)都對磁矩有貢獻。一些磁性稀土元素的例子有:鈰、釹、釤和銪。除了過(guò)渡金屬和合金和稀土元素，也觀(guān)察到這些元素的各種各樣的化合物涉及磁矩。在常見(jiàn)的磁性化合物中有金屬氧化物。

磁鐵如何工作

物理學(xué)家對磁體的作用有一些了解。然而，一些潛藏在磁力之下的現象仍然無(wú)法得到科學(xué)的解釋。磁鐵到底是如何工作的?

像條形磁鐵中觀(guān)察到的那種大規模磁場(chǎng)，是由構成原子的帶電粒子自然輻射出的磁場(chǎng)產(chǎn)生的。通常，在任何物質(zhì)的樣本中，電子的磁場(chǎng)指向不同的方向，相互抵消。當磁場(chǎng)都朝同一方向排列時(shí)，就像磁性金屬一樣，物體就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)凈磁場(chǎng)。每個(gè)電子都會(huì )產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，但只有當它們都在一起時(shí)才會(huì )產(chǎn)生一個(gè)凈磁場(chǎng)。否則，人體中的電子會(huì )導致每個(gè)人經(jīng)過(guò)冰箱時(shí)都粘在冰箱上。

目前，物理學(xué)有兩種解釋來(lái)解釋為什么磁場(chǎng)方向一致: 一種是來(lái)自經(jīng)典物理學(xué)的大尺度理論，另一種是被稱(chēng)為量子力學(xué)的小尺度理論。

根據經(jīng)典理論，磁場(chǎng)是圍繞在磁粒子周?chē)哪芰吭?，它吸引或推開(kāi)其他磁性物體。但在量子力學(xué)的觀(guān)點(diǎn)中，電子發(fā)射出不可探測的虛粒子，告訴其它物體遠離或靠近。

盡管這兩個(gè)理論幫助科學(xué)家理解磁體在幾乎所有情況下的行為，但磁性的兩個(gè)重要方面仍然沒(méi)有得到解釋: 為什么磁體總是有一個(gè)北極和一個(gè)南極，以及為什么粒子首先會(huì )發(fā)射磁場(chǎng)。

我們只是觀(guān)察到，當你讓一個(gè)帶電粒子運動(dòng)時(shí)，它會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)和兩極。我們真的不知道為什么。它只是宇宙的一個(gè)特征，而數學(xué)解釋只是試圖通過(guò)大自然來(lái)得到答案。

應用

我們看到周?chē)教幎际谴盆F;冰箱貼紙、磁性螺絲、磁頭、磁性玩板、別針架等。大規模的應用包括用于在工業(yè)和廢料場(chǎng)搬運廢金屬的起重機。幾個(gè)世紀以來(lái)，磁羅盤(pán)一直被旅行者用來(lái)導航。想知道它是如何被發(fā)現的嗎。

磁鐵的歷史:

根據希臘傳說(shuō)，磁力首先是由一個(gè)名叫梅格涅斯的牧羊人發(fā)現的，他住在希臘的梅格涅斯尼亞。梅格尼斯在山上放羊。突然，他注意到他的手杖和涼鞋上的釘子都卡在了一塊石頭上。他的棍子和釘子里的鐵都被磁性巖石吸引住了。這種石頭被命名為磁鐵礦，以牧羊人的名字或發(fā)現它的地方命名。由于其誘人的特性，它也被稱(chēng)為磁石。

磁鐵礦是三種天然的鐵氧化物之一。它會(huì )被磁鐵吸引，很容易被磁化，形成永磁體。天然磁化的磁鐵礦塊被稱(chēng)為磁石。

古埃及人開(kāi)始使用磁鐵來(lái)玩把戲，通過(guò)適當的磁鐵位置使崇拜的物體漂浮在半空中。傳說(shuō)，中國的皇帝用磁石建造大門(mén)，用磁鐵來(lái)拯救他的宮殿。金屬外殼被磁門(mén)吸引，阻止他們進(jìn)一步移動(dòng)。

科學(xué)家威廉·吉爾伯特(William Gilbert)在他的《磁鐵》(De Magnete, 1600)一書(shū)中提到了用鋼人工制造磁鐵的技術(shù)。

他用了三種技術(shù)使鋼永久磁化:用磁石沿特定方向從一端到另一端摩擦鋼針在強磁力下高溫鍛造粉鐵。

讓熾熱的鐵棒在地球磁場(chǎng)中冷卻20年。該方法僅具有理論依據，未用于研究目的。

1820年，漢斯·克里斯蒂安·奧斯特德(Hans Christian Orsted)發(fā)現了電磁學(xué)的概念。他觀(guān)察到，當給他的裝置供電的電池的電流開(kāi)關(guān)時(shí)，指南針的指針會(huì )偏離磁北。