不管物体的哪个方向面对磁场，内部的电子都一定会有垂直于磁场方向的速度分量，所以物体一定会有被磁场排斥的趋势，这就是抗磁性。

抗磁性通常都很弱，弱到我们平时根本察觉不到。

不过在外界磁场足够强的时候，抗磁性还是可以被察觉到的，比如“磁悬浮青蛙”：

另外，超导体的抗磁性非常强，超导磁悬浮就是利用了超导体的“完全抗磁性”。

顺磁性

有些物体除了抗磁性之外，还有顺磁性。

这和组成物体的原子的结构有关系，原子内部有电子、质子、中子。

电子、质子、中子都有自旋磁矩，不用管自旋磁矩到底是什么意思，我们只需要知道电子、质子、中子本身就相当于一个小磁铁。

原子中大部分电子、质子、中子的自旋磁矩都互相抵消了，抵消之后就不再相当于小磁铁了。

不过有些电子的自旋磁矩不会互相抵消，这就是“未配对”的电子，具体内容有些复杂，在这里就不提了。

感兴趣的读者可以了解一下“泡利原理”和“洪特规则”。

如果原子中有“未配对”的电子，那么原子本身就相当于一个小磁铁。

至于原子里面到底有没有“未配对”的电子，需要看原子的原子序数，这也有些复杂，就不提了。

感兴趣的读者可以了解一下“构造原理”。

铜原子没有“未配对”的电子，铝原子、铁原子有“未配对”的电子。

如果物体内部有“未配对”的电子，就相当于内部有大量的小磁铁，平时这些小磁铁无序排列，磁性互相抵消了，对外不显磁性。

一旦外部施加磁场，物体内部的小磁铁就会统一朝向一个方向，这就是磁化。

被磁化以后，物体就会被磁场吸引，这种性质就是顺磁性。

顺磁性通常会比抗磁性强，会掩盖抗磁性。

顺磁性也很弱，弱到我们平时根本察觉不到。

不过顺磁性已经涉及到交换作用（一种纯粹的量子效应）了，降低温度，一些顺磁体就会表现出一种新的性质：铁磁性。

铁磁性

之所以说交换作用是一种纯粹的量子效应，是因为它与全同粒子不可分辨（仅存在于亚原子世界）有关。

微观世界的粒子基本上都是全同粒子，电子就是一种全同粒子，可以简单地把全同粒子理解成“完全一样的粒子”。

世上没有两片一模一样的雪花，但是有两个一模一样的电子，甚至于世上所有的电子都是一模一样的！

交换作用引出了“交换能积分常数”。

我们不需要知道这个常数到底是什么，我们只需要知道每一种物质都有自己的“交换能积分常数”，这个常数越大，“未配对”的电子就会排列得越整齐。

“未配对”的电子整齐排列，就相当于一种自发磁化，相当于小磁铁的原子就会整齐排列，形成局部的“大磁铁”，也就是磁畴。

通常磁畴会无序排列，磁性互相抵消，对外不显磁性。

物体内部一旦有自发形成磁畴，就会表现出铁磁性，在外部磁场中磁化，磁畴整齐排列，会产生巨大的磁场。

铁磁性产生的磁场是顺磁性产生的磁场的成千上万倍，可以产生直观的现象，比如磁石吸铁。

具有铁磁性的物体就是铁磁体，比如铁、钴、镍。

铁磁相变

一些读者可能会疑惑：

磁畴和顺磁质磁化最大的区别就是：

磁畴中的小磁铁（原子）排列得非常整齐，而顺磁体磁化以后，小磁铁（原子）的方向只是稍微转动了一点点。

顺磁体内部的原子在磁场中不仅会有排列整齐的趋势，还会不断热运动，引起无序排列。

如果温度过高，交换作用就无法和热运动抗衡，磁畴内部的原子也会无序排列，磁畴也因此解体，铁磁体就会变成顺磁体，这就是铁磁相变。

相变很常见，固体、液体、气体的物态变换就是最常见的相变。相变有临界点，比如熔点、沸点。

铁磁相变的临界点就是居里温度，温度超过居里温度就是顺磁体，低于居里温度就是铁磁体。

对称性破缺

铁磁体还有更深层的奥秘，上面提到的交换作用仅仅只是海森堡在1928年的解释。

如今在量子力学的基础上已经发展出了凝聚态物理，铁磁体、铁电体、反铁磁体、反铁电体、超导体、超流体、……这些神奇的现象都被归纳为对称性破缺的产物。

对称性破缺形成了这个丰富多彩的世界。

磁石为什么不会吸附铜、铝等金属？

偶来回答下哈！

我们知道，原子核是由质子和中子构成，外层有电子围着原子核高速转动。磁性就是在电子围绕原子核公转以及自转的过程中产生的。

我们都学过，电生磁磁生电，电子的运动产生了电场，同时也产生了与这电场垂直的磁场。而这个电子核的磁性有多强，就要看这个公转、自转、不同电子间的互相影响（有的原子核不光有一个电子），这些运动都会产生磁性，它们也会互相影响，从而混在一起，表现为原子核的“磁矩”（磁的矩阵）。

每一个原子核都有磁矩，包括铜和铝。

那为什么只有磁石有磁性呢？为什么铁会被吸住？铜和铝不行呢？

原子核的磁矩产生后，问题就来了，原子周围还有千千万万个原子呢！

大家你挤我我及你，有的想往左走，有的向右走，有的前进，有的后退，这样大家乱作一锅粥，所有的磁性也都互相抵消了，这就是世界上除了磁石之外，没有其他东西带有天然慈性的原因，因为都被中和了。

超强磁铁铷磁铁两块挤掉一个苹果表。

磁石就不一样了，人家内部的原子都训练有素，大家统一指挥，都朝一个方向行军，于是，天然的磁性就出现了。

而如铁钴镍这样的物质，当磁铁靠近它时，它们的本来杂乱无章的磁矩排列也会受到磁铁“传染”，表现出自己的磁性。而铜和铝永远都是杂乱无章的，所以，它们当然不会被吸走了。

另外，磁铁的磁性，也会因为加热的原因，当超过“居里温度”，磁铁也会因为磁矩的混乱而丧失磁性。我们的电饭煲就是利用的这一原理。

用心写回答！让难懂的科学变有趣，发现生活中的科学，欢迎关注“科学重口味”！

上一页12下一页