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重定しげさだこう磁学
磁石じしゃくかい吸引きゅういんてつくぎてきせい质称为磁せい

英語えいごmagnetism一种物理现象;磁学(magnetics)研究けんきゅう磁现ぞうてきいち物理ぶつりがくぶんささえ磁性じせい(magnetic property,magnetism)ざい广义じょうもの磁场相互そうご作用さようてきせい质;磁性じせいざいせま义上,则是针对物質ぶっしつ本身ほんみひびきおう磁場じば作用さようてき磁学せい质。もの质的磁性じせい决定于自身じしん原子げんし磁矩てき大小だいしょう及排列方向れつほうこう

磁性じせいひょう现在じゅん磁性じせい物質ぶっしつある铁磁せい物質ぶっしつ(如铁钉)かい趨向すうこう於朝ちょ磁場じば較強てき區域くいき移動いどうそく磁場じば吸引きゅういんはん磁性じせい物質ぶっしつそくかい趨向すうこう於朝ちょ磁場じば較弱てき區域くいき移動いどうそく磁場じば排斥はいせきかえゆういち物質ぶっしつ(如玻璃はりはんてつ磁性じせいひとしかいあずか磁場じばゆうさら複雜ふくざつてき關係かんけい

あきら溫度おんど壓力あつりょくとうさんすうてき不同ふどう物質ぶっしつかい顯示けんじ不同ふどうてき磁性じせいおもて现出磁性じせいまとぶつ通称つうしょう磁体はららい具有ぐゆう磁性じせいてきぶつ质获とく磁性じせいてき过程しょう磁化じかたんたたえ退すさ。磁鐵本身ほんみかいさんせい磁場じばただしほんうえ磁场ゆかり电荷运动さんせい,如磁铁内未配みはいたい电子てきかい产生磁场,とう这些磁场てき方向ほうこういち致时,ひろし观上就表现为磁性じせい[1][2]

歷史れきし[编辑]

たい勒斯

おおやけもとまえ六世紀希臘哲學家たい勒斯これ最早もはや描述磁石じしゃくてき磁性じせいてきいく學者がくしゃいち[3]古希こき臘人みとめためたい勒斯さい先發せんぱつげん磁石じしゃく吸引きゅういんてつ物質ぶっしつあずか其它磁石じしゃくてき性質せいしつ[4]磁的英文えいぶん術語じゅつごmagnetism傳說でんせついん最早もはやざいまれ發現はつげん磁石じしゃくてき地方ちほうむぎかくあま西にしMagnesia)而命名めいめい[5][6]

ざい中國ちゅうごく磁性じせい最早もはや出現しゅつげん於公もとまえ4世紀せいきへんうつしてきしょおに谷子たにこ》:「其察げん也,しつわか磁石じしゃく鍼,した燔骨」。[7]察析這人てきげんはなし,就好ぞうよう磁石じしゃく吸取すいとてつはりまたこうぞうよう舌尖ぜっせんさがせあぶにくちゅうてきほねあたま絕對ぜったい不能ふのうゆうしょしつ[8]おおやけもといち世紀せいきそくひがし時期じきおうたかしざいろんちゅう記載きさい:「ひたすら牟掇あくた磁石じしゃく引針」,ひたすら牟即琥珀こはく摩擦まさつてき琥珀こはくのう吸引きゅういんくさあくた,而磁せきのう吸引きゅういんてつはり[9]

沈括

おおやけもと1086-1093ねんきたそう科學かがく沈括ざいゆめけい筆談ひつだんうら描述りょう指南しなんはりてき製作せいさくあずか使用しよう方法ほうほうよし於這方法ほうほう引入りょう天文學てんもんがくてききたてき概念がいねん航行こうこうてきじゅん確度かくどとく以大だい改善かいぜん[10]

おおやけもと1119ねんきたそうしゅざい萍洲うら記述きじゅつ:「ふね师识地理ちりよる则观ぼしひる则观,阴晦观指南しなん针」。這是航海こうかい最早もはやてきせき使用しよう指南しなんはり航海こうかいてきろく[11]

美國びくに天文學てんもんがくしゃやく翰·卡森(John Carlson)在中ざいちゅうしゅうおくしかうめかつ文明ぶんめい發現はつげんてきあかてつ古物ふるもの,卡森みとめためはや於公もとまえ1000ねんおくしかうめ克人かつとゆう可能かのうやめけい發明はつめいあずか使用しよう磁磁せきばん[12][13]かりわか建議けんぎため正確せいかく,這比中國ちゅうごくてき類似るいじ發現はつげんりょう1,000ねん以上いじょう。卡森推測すいそくおくしかうめかつ可能かのう使用しよう這類古物ふるものうらないぼしある推卜用途ようとある找到てらびょうじゅうある墳墓ふんぼてきこう

ざいおうしゅう,1187ねんれき山大やまだい·內侃えいAlexander Neckamさいさきうつしばんてき製作せいさくあずかしるべこう用途ようと。1269ねんほう國學こくがくしゃかわほこり·とく馬立うまたてかつほうPierre de Maricourtうつしなり磁石じしゃくしょ》(Epistola de magnete)。這是だい一本尚存的描述磁石性質的著作。[14]とく馬立うまたてかつ仔細しさいしめぎあきらりょうてつはりざいかたまりがた磁石じしゃく附近ふきん各個かっこ位置いちてきこうしたがえ這些記號きごうまた描繪很多じょう磁場じばせん發現はつげん這些磁場じばせんしょうかい於磁せきてき相反あいはんりょうはし位置いち,就好ぞう地球ちきゅうてき經線けいせんそうかい南極なんきょくあずか北極ほっきょくよし此,他稱たしょう這兩位置いちため磁極じきょく[15]。1282ねんもん物理ぶつり學者がくしゃおもね-亞希あきひしげえいAl-Ashraf論述ろんじゅつ磁石じしゃくあずかいぬいばんてき性質せいしつ[16]

1600ねん英國えいこくせいかど·きちなんじはくとく發表はっぴょうりょう著作ちょさくろん磁石じしゃく》(De Magnete)。ざい這篇著作ちょさくうら設計せっけいいちしゅ模型もけいしょうためしょう地球ちきゅう」。他用たよう這模がたらい描述てき種種しゅじゅ實驗じっけんしたがえ這些實驗じっけん推論すいろん地球ちきゅう具有ぐゆう磁性じせいいん此,指南しなんはりてき磁北きょくかい指向しこう北方ほっぽうざい此之まえ,很多學者がくしゃみとめため北極星ほっきょくせいあるくらい北極ほっきょくてき一個巨大磁島吸引著磁北極)。

1820ねんゆかり哥本哈根大學だいがく物理ぶつり教授きょうじゅかん斯·おく斯特てき貢獻こうけん物理ぶつり學者がくしゃ開始かいしあきらかいでんあずか磁之あいだてき關係かんけいおく斯特發現はつげんりゅう導線どうせんてき電流でんりゅうかいほどこせ作用さようりょく於磁はり使つかい磁針じしんへんてん指向しこう。這跨時代じだいてき實驗じっけん知名ちめいためおく斯特實驗じっけん」。ややざい這新聞抵たちほうこく科學かがくいん僅僅きんきん一周いっしゅうこれ安德あんとくれつ-瑪麗·やすつちかえ成功せいこう實驗じっけん顯示けんじかりわか所載しょさい電流でんりゅうてきりゅうむこうしょうどうのりりょうじょう平行へいこうてきりゅう導線どうせんかい互相吸引きゅういんそくかりわかりゅうこう相反あいはんのりかい互相排斥はいせき。緊接ちょほうこく物理ぶつりがくゆずる-ともえ蒂斯とく·必歐菲利かつ斯·すな於10がつ共同きょうどう發表はっぴょうりょう必歐-すな定律ていりつ;這定律ていりつのう夠正かくけい算出さんしゅつざいりゅう導線どうせんよんしゅうてき磁場じば

1825ねんやすつちかえまた發表はっぴょうりょうやすつちかえ定律ていりつ。這定律ていりつ也能夠描じゅつりゅう導線どうせんさんせいてき磁場じばさら重要じゅうようてき,這定律ていりつ幫助建立こんりゅうせい電磁でんじ理論りろんてき基礎きそ。於1831ねんむぎ·ほうひしげだい發現はつげんへん磁場じばかい生成せいせい電場でんじょう。這實驗じっけん結果けっか展示てんじでんあずか磁之あいださらみつきりてき關係かんけいまた發明はつめいりょう发电つくえ电动つくえ

したがえ1861ねんいた1865これあいだ詹姆斯·うまかつたけししょうさきぜん這些ざつみだれあきらてき方程式ほうていしき整合せいごうきゅうりょううまかつかたほどぐみいたり此,うまかつ統一とういつりょうでんがく、磁學、光學こうがく理論りろん

1888ねん美國びくに機械きかい工程こうていおくかしわりん·みつえいOberlin Smith於雜でん世界せかい》(Electric Worldじょう發表はっぴょう文章ぶんしょうしゅ闡述りょう磁性じせい記錄きろく久之ひさゆき,於1898ねんだい一個磁性記錄儀器真正誕生——這是現代げんだいかたかず其他しゅ磁存もうか技術ぎじゅつてき鼻祖びそ[17]

1895ねんかわほこりなんじ·きょさとざいてき博士はかせ論文ろんぶんうら發表はっぴょうりょうせき於磁せい物質ぶっしつてき研究けんきゅう發現はつげんりょう溫度おんどたい於順磁性じせいてきこうおうこんしょうためきょさと定律ていりつまた發現はつげんてつ磁性じせい物質ぶっしつてき相變あいかわかい顯示けんじ臨界りんかい溫度おんどそくてつ磁性じせい物質ぶっしつしつ其鐵磁性じせいてき溫度おんどこんしょうためきょさと溫度おんど

1905ねんおもねしかはくとく·あいいん斯坦ざいてき論文ろんぶんうら表明ひょうめい電場でんじょう磁場じばしょ於不どう參考さんこうけいてき觀察かんさつしゃしょかん察到てき同樣どうよう現象げんしょうしょうつきぼそふし,請參閱條移動いどうちゅうてき磁鐵あずか導體どうたい問題もんだい

从20せい纪至いま,磁存储技术迅そく发展,きょ磁阻现象垂直すいちょくうつしいれわざ仍是目前もくぜん磁学领域てきさい尖端せんたん课题。

磁源[编辑]

ついきわむ柢,磁有りょうたねげんあたま

  1. 電流でんりゅういちぐん移動いどうてき電荷でんか電流でんりゅうある移動いどうてき電荷でんかかいざい周圍しゅういさんせい磁場じば
  2. 很多しゅ粒子りゅうし具有ぐゆう內秉てき磁矩──旋磁のり。這些磁矩,かいざいよんしゅうさんせい磁場じば

たい於磁せい物質ぶっしつ磁極じきょくてき主要しゅようげんあたま原子核げんしかくため中心ちゅうしんてき電子でんし軌域運動うんどうかず電子でんしてき內秉磁矩(請參閱條電子でんし磁偶ごくのり)。あずか這些げんあたましょうかくてきかく磁矩えいnuclear magnetic momentあらわとく很微じゃく強度きょうど電子でんし磁矩てきいくせんふんいちとう一般いっぱん運算うんざん以忽りゃくかく磁矩。ただしかく磁矩ざいぼう領域りょういき很有用途ようとれい如,かく共振きょうしんかく共振きょうしんなりぞう

通常つうじょう而言,ざい物質ぶっしつ內部ちょう多數たすう量的りょうてき電子でんし,它們各自かくじてき磁矩(軌域磁矩內禀磁矩)かい互相抵銷。這是いんためりょうたねせい一種いっしゅせい遵守じゅんしゅつつみりつあいよう原理げんりてきはてひきはいなりたいてき電子でんし具有ぐゆう彼此ひし方向ほうこう相反あいはんてき內秉磁矩;另一種機制是電子趨向於填滿からそう達成たっせいきよし軌域運動うんどうためれいたい於這りょうたねせい電子でんし排列はいれつかい使とくごと一個電子的磁矩被完全抵銷。當然とうぜんごと一種物質都具有這麼理想的屬性,ただし甚至とう電子でんしぐみたい仍有なお未配みはいたいてき電子でんしあるなおはま滿まんまとからそう通常つうじょうざい物質ぶっしつ內部てき各個かっこ電子でんしかい貢獻こうけんずい方向ほうこうてき磁矩,結果けっか這些物質ぶっしつ具有ぐゆう磁性じせい

ただしゆう時候じこうあるもと自發じはつせいこうおうあるもとよし於外磁場じばてきほどこせ物質ぶっしつ內的電子でんし磁矩かい整齊せいせい排列はいれつおこりらいよし於這動作どうさ,很可能會のうかい造成ぞうせい強烈きょうれつてききよし磁矩あずかきよし磁場じば

よし於前めんひょうじゅつてき原因げんいん物質ぶっしつてき行為こういあずか其結構有せき特別とくべつ電子でんしぐみたいざい高溫こうおん狀況じょうきょうずいてきねつ運動うんどうかい使とく電子でんし磁矩てき整齊せいせい排列はいれつさら困難こんなん

磁学[编辑]

磁学电学ゆう直接的ちょくせつてき联系,ごう并称为电磁がく电磁がく研究けんきゅうでんあずか彼此ひしあいだ相互そうご關係かんけいてき一門いちもん學科がっかせい磁学电磁がくてきいち个分ささえ研究けんきゅう稳定磁場じばてきせい质。ほろ磁學研究けんきゅうかいかん尺度しゃくどてつ磁體てき磁化じか過程かてい磁化じかがく研究けんきゅう化學かがく物質ぶっしつあずか電磁でんじてき關係かんけい

磁学てき物理ぶつりりょう及其单位换算
磁学りょう名称めいしょう SI符号ふごう单位 CGS符号ふごう单位 单位换算
磁通りょう Φふぁい 韦伯 Wb Φふぁい むぎかつ斯韦 Mx 1Mx=10-8 Wb
磁感应强度きょうど B とく斯拉 T B こう Gs 1Gs=10-4 T
磁场强度きょうど H やす/べい A/m H おく斯特 Oe 1Oe=103/4πぱい A/m
磁化じか强度きょうど M やす/べい A/m M こう Gs 1Gs=103 A/m
磁极强度きょうど J とく斯拉 T 4πぱいM こう Gs 1Gs=10-4 T
磁能积 BH こげ/べい3 J/m3 BH こうおく GOe 1MGOe=102/4πぱい kJ/m3
真空しんくう磁导りつ μみゅー0 4πぱい•10-7H/m - 1 -

物質ぶっしつてき磁性じせい[编辑]

各種かくしゅ不同ふどう磁性じせいてききゅうれつ[18]

こう磁性じせい[编辑]

こう磁性じせい物質ぶっしつ抗拒こうきょがい磁場じばてき趨向すうこういん此,かい磁場じば排斥はいせき所有しょゆう物質ぶっしつ具有ぐゆうこう磁性じせいたい具有ぐゆうじゅん磁性じせいてき物質ぶっしつじゅん磁性じせい通常つうじょう比較ひかく顯著けんちょさえぎ掩了こう磁性じせい[19] ただゆうじゅんこう磁性じせい物質ぶっしつ才能さいのうあかりあらわ觀測かんそくいたこう磁性じせいれい如,惰性だせい氣體きたい元素げんそ貴金屬ききんぞく元素げんそきむぎんどうひとしとう具有ぐゆう顯著けんちょてきこう磁性じせい[6]とうそと磁場じば存在そんざいこう磁性じせいざいかい表現ひょうげん出來でき假設かせつがい磁場じば撤除,のりこう磁性じせい也會遁隱形跡けいせき

ざい具有ぐゆうこう磁性じせいてき物質ぶっしつうら所有しょゆう電子でんしやめなりたい,內秉電子でんし磁矩不能ふのうしゅう成宏しげひろかんこうおうこう磁性じせいてきせい電子でんし軌域運動うんどうよう經典きょうてん物理ぶつり理論りろん解釋かいしゃく如下:[20]

よし於外磁場じばてき作用さようたまきにょうちょ原子核げんしかくてき電子でんし,其軌いき運動うんどうさんせいてき磁矩かいひしげ莫爾しんどうしたがえ而產せいがく外電がいでんりゅうあずかともずいてきがくがい磁矩。這額がい磁矩あずかそと磁場じばてい相反あいはん方向ほうこう抗拒こうきょがい磁場じばてき作用さようよし這機せい所帶じょたいらいてき磁化じかりつあずか溫度おんど無關むせき,以方程式ほうていしきひょうたちため
其中, これ磁常すう 原子げんし數量すうりょう密度みつど これ原子げんしじょ 磁場じば 電子でんし質量しつりょう 軌道きどう半徑はんけい これ てき量子力學りょうしりきがく平均へいきん值。

特別とくべつ注意ちゅうい,這解釋かいしゃくただのうようらい啟發けいはつ思考しこう正確せいかくてき解釋かいしゃく需要じゅよう依賴いらい量子力學りょうしりきがく

じゅん磁性じせい[编辑]

たい於順磁性じせい物質ぶっしつてつ磁性じせい物質ぶっしつはんてつ磁性じせい物質ぶっしつ磁化じかりつあずか溫度おんどあいだてき理論りろん關係かんけい[20]

金屬きんぞく元素げんそじょりょうてつ以外いがいてき過渡かと元素げんそ具有ぐゆうじゅん磁性じせい[6]ざいじゅん磁性じせい物質ぶっしつ內部,ゆかり原子げんし軌域ある分子ぶんし軌域ただ含有がんゆうすう電子でんしかい存在そんざいゆう很多未配みはいたい電子でんし遵守じゅんしゅつつみりつあいよう原理げんりにんなんはいたい電子でんしてき旋,其磁のりてき方向ほうこう必需ひつじゅ彼此ひし相反あいはん未配みはいたい電子でんし自由じゆうはた磁矩指向しこう任意にんい方向ほうこうとうほどこせがい磁場じば,這些未配みはいたい電子でんしてき磁矩趨於與がい磁場じばていしょうどう方向ほうこうしたがえ而使磁場じばさら強烈きょうれつ假設かせつがい磁場じば撤除,のりじゅん磁性じせい也會消失しょうしつ蹤。

一般いっぱん而言,じょりょう金屬きんぞく物質ぶっしつ以外いがい[6]じゅん磁性じせいあずか溫度おんど相關そうかんよし於熱騷動そうどうthermal agitation造成ぞうせいてき碰撞かい影響えいきょう磁矩整齊せいせい排列はいれつ溫度おんど越高こしたかじゅん磁性じせいえつ微弱びじゃく溫度おんどこしていじゅん磁性じせいえつ強烈きょうれつ

ざいてい磁場じばそく高溫こうおんてき狀況じょうきょう[註 1]根據こんきょきょさと定律ていりつ磁化じかりつ あずか絕對溫度ぜったいおんど てき關係かんけいしきため[20]

其中, どう物質ぶっしつ而定てききょさと常數じょうすう

てつ磁性じせい[编辑]

磁化じか強度きょうど(豎軸)あずかHじょうよこじくあいだてき磁滯迴路關係かんけい

ざいてつ磁性じせい物質ぶっしつ內部,如同じゅん磁性じせい物質ぶっしつゆう很多未配みはいたい電子でんしよし交換こうかん作用さようえいExchange interactionexchange interaction),這些電子でんしてき旋趨於與しょう未配みはいたい電子でんしてき旋呈しょうどう方向ほうこうよし於鐵磁性じせい物質ぶっしつ內部またぶんため很多磁疇,雖然磁疇內部所有しょゆう電子でんしてき旋會單向たんこう排列はいれつ造成ぞうせい「飽合磁矩」,磁疇あずか磁疇あいだ,磁矩てき方向ほうこうあずか大小だいしょうあいどう所以ゆえん磁化じかてきてつ磁性じせい物質ぶっしつ,其淨磁矩あずか磁化じかこうりょうとう於零。

假設かせつほどこせがい磁場じば,這些磁疇てき磁矩かえ趨於與がい磁場じばていしょうどう方向ほうこうしたがえ形成けいせいゆう可能かのう相當そうとう強烈きょうれつてき磁化じかこうりょうあずか其感おう磁場じばずいちょがい磁場じばてきぞうだか磁化じか強度きょうど也會ぞうだかちょくいた飽和ほうわてん」,きよし磁矩とう於飽あい磁矩。這時,さいぞうだかがい磁場じば也不かい改變かいへん磁化じか強度きょうど假設かせつ現在げんざいげんじゃくがい磁場じば磁化じか強度きょうど也會跟著げんじゃくただしかいあずかせんまえたい於同一外磁場的磁化強度相同。磁化じか強度きょうどあずかそと磁場じばてき關係かんけいいちいち對應たいおう關係かんけい磁化じか強度きょうどがい磁場じばてき曲線きょくせん形成けいせいりょう磁滯迴線

假設かせつさい到達とうたつ飽和ほうわてん,撤除外じょがい磁場じばのりてつ磁性じせい物質ぶっしつ仍能保存ほぞんいち些磁てき狀態じょうたいきよし磁矩あずか磁化じかこうりょう不等ふとう於零。所以ゆえん經過けいか磁化じか處理しょりてきてつ磁性じせい物質ぶっしつ具有ぐゆう自發じはつ磁矩」。

まい一種鐵磁性物質都具有自己獨特的きょさと溫度おんどかりわか溫度おんどだかきょさと溫度おんどのりてつ磁性じせい物質ぶっしつかいしつ自發じはつ磁矩,したがえゆうじょてきてつ磁相」轉變てんぺんためじょてきじゅん磁相」。這是いんためねつ力學りきがくてきじょ趨向すうこうだい大地だいち超過ちょうかりょうてつ磁性じせい物質ぶっしつくだ低能ていのう量的りょうてきゆうじょ趨向すうこう根據こんきょきょさと-そと定律ていりつ磁化じかりつ あずか絕對溫度ぜったいおんど てき關係かんけいしきため[20]

其中, これきょさと溫度おんど採用さいよう絕對溫度ぜったいおんど單位たんい)。

假設かせつ溫度おんどてい於居さと溫度おんどのり根據こんきょ實驗じっけんいたてき經驗けいけん公式こうしき

其中, 磁化じか強度きょうど あずか 物質ぶっしつ分別ふんべつざい絕對溫度ぜったいおんど あずか てき磁化じか強度きょうど 物質ぶっしつ而定てき比例ひれい常數じょうすう

這與ぬのらく溫度おんど1.5かた定律ていりつ(Bloch T3/2 law)てき理論りろん結果けっか一致いっち

てつあずか它們てき合金ごうきん化合かごうぶつひとしひとし,這些常見つねみてきてつ磁性じせい物質ぶっしつ容易ようい實驗じっけん顯示けんじ其鐵磁性じせい

磁疇[编辑]

てつ磁性じせい物質ぶっしつ內部てき磁疇。磁化じか強度きょうど以帶あたま綠色みどりいろある黃色おうしょく直線ちょくせん表示ひょうじ
不同ふどう種類しゅるいてき磁疇:a)單獨たんどく磁疇。b)兩個りゃんここう磁疇。c)磁疇,最小さいしょうのうりょうたい。磁疇しょ生成せいせいてき磁場じば以帶あたまほそ曲線きょくせん表示ひょうじ磁化じか強度きょうど以帶あたま直線ちょくせん表示ひょうじ
そと磁場じば作用さよう於磁疇所產しょさんせいてきこうおうそと磁場じば以帶あたま直線ちょくせん表示ひょうじ磁化じか強度きょうど以帶あたま綠色みどりいろある黃色おうしょく直線ちょくせん表示ひょうじ

ざいてつ磁性じせい物質ぶっしつ內部,ゆかり原子げんしてき磁矩不等ふとう於零,まい一個原子的表現就好似微小的永久磁鐵。假設かせつ聚集於いちしょう區域くいきてき原子げんし,其磁のりみやこひとし勻地どうこう平行へいこう排列はいれつのりしょう這小區域くいきため磁疇あるそと斯疇Weiss domain)。使用しよう磁力じりょく顯微鏡けんびきょうmagnetic force microscope),觀測かんそくいた磁疇。

磁疇てき存在そんざい是能これよしりょう極小きょくしょうてきはて。這是物理ぶつり大師だいしれつおっと·ろうどう·ふつ西にしEvgeny Lifshitz提出ていしゅつてきてん假設かせつ一個鐵磁性長方體是單獨磁疇(みぎa),のりかいゆう很多ただし磁荷あずか磁荷分別ふんべつ形成けいせい於長かたかたまりてきいただきめんあずか底面ていめんしたがえ而擁ゆう強烈きょうれつてき磁能。假設かせつてつ磁性じせい長方おさかたかたまりぶんため兩個りゃんこ磁疇(みぎb),其中一個磁疇的磁矩朝上,另いちあさのりかい有正ありまさ磁荷あずか磁荷分別ふんべつ形成けいせい於頂めんてき左右さゆうあたりまたゆうまけ磁荷あずかせい磁荷相反あいはん分別ふんべつ形成けいせい於底めんてき左右さゆうあたり所以ゆえん,磁能較微じゃく大約たいやくためaてき一半いっぱん假設かせつてつ磁性じせい長方おさかたかたまりゆかり磁疇組成そせいみぎc),のりよし於磁かい形成けいせい於頂めんあずか底面ていめんただかい形成けいせい於斜きょ界面かいめん所有しょゆうてき磁場じば包含ほうがん於長かたかたまり內部,磁能さら微弱びじゃく。這種ぐみたいしょうため「閉磁疇」(closure domain),最小さいしょうのうりょうたい[20]

如左しょしめせはたてつ磁性じせい物質ぶっしつおけにゅうそと磁場じばのり磁疇かべかい開始かいし移動いどうかりわか磁疇てき磁矩方向ほうこうあずかそと磁場じば方向ほうこう近似きんじしょうどうのり磁疇かい擴大かくだいはんこれのりかい縮小しゅくしょう。這時,かりわかせき閉磁じょうのり磁疇可能かのうかいかいいたげんさきてき磁化じか狀態じょうたいてつ磁性じせい物質ぶっしつやめ磁化じか形成けいせい永久えいきゅう磁鐵

假設かせつ磁化じかあし強烈きょうれつ所有しょゆうかい擴大かくだいてき磁疇吞併りょう其它磁疇,結果けっかただあましも單獨たんどくいち磁疇,のり物質ぶっしつやめけいたちいた飽和ほうわさい增強ぞうきょうがい磁場じば,也無ほう更進こうしんいち使物質ぶっしつ磁化じか

假設かせつがい磁場じばためれいげんしょうやめ磁化じかてきてつ磁性じせい物質ぶっしつ加熱かねついたりきょさと溫度おんどのり物質ぶっしつ內部てき分子ぶんしかい大幅おおはばねつ騷動そうどう,磁疇かい開始かいし分裂ぶんれつまい磁疇へんとく越來ごえくえつしょう,其磁のり也呈ずい方向ほうこうしつにんなん偵測てき磁性じせい假設かせつ現在げんざいはた物質ぶっしつひや卻,のり磁疇結構けっこうかい自發じはつ回復かいふく,就好ぞう液體えきたい凝固ぎょうこなりかたたいあきらからだいちよう

はんてつ磁性じせい[编辑]

はんてつ磁性じせいてきゆうじょ排列はいれつ

ざいはんてつ磁性じせい物質ぶっしつ內部,そう鄰價電子でんしてき旋趨於相はん方向ほうこう。這種物質ぶっしつてききよし磁矩ためれいかいさんせい磁場じば。這種物質ぶっしつ比較ひかく常見つねみだい多數たすうはんてつ磁性じせい物質ぶっしつただ存在そんざい低溫ていおん狀況じょうきょう假設かせつ溫度おんど超過ちょうか奈爾溫度おんどのり通常つうじょうかいへんため具有ぐゆうじゅん磁性じせいれい如,かる鑭系元素げんそひとしひとし具有ぐゆうはんてつ磁性じせい

とう溫度おんどだか奈爾溫度おんど とき磁化じかりつ あずか溫度おんど てき理論りろん關係かんけいしきため[20]

實驗じっけんいたてき經驗けいけん關係かんけいしきため

其中, 物質ぶっしつ而定てき常數じょうすうあずか 差別さべつ很大。

理論りろん而言,とう溫度おんどてい奈爾溫度おんど とき以分なりりょうたね狀況じょうきょう[21]

  • 假設かせつがい磁場じば垂直すいちょく於自旋,のり垂直すいちょく磁化じかりつ近似きんじため常數じょうすう
  • 假設かせつがい磁場じば平行へいこう於自旋,のりざい絕對溫度ぜったいおんど0K平行へいこう磁化じかりつためれいざいしたがえ0Kいた奈爾溫度おんど これあいだ平行へいこう磁化じかりつかいしたがえ 平滑へいかつ單調たんちょう遞增ていぞういたり

てつ磁性じせい[编辑]

てつ磁性じせいてきゆうじょ排列はいれつ

ぞうてつ磁性じせい物質ぶっしついちようとう磁場じば存在そんざいてつ磁性じせい物質ぶっしつ仍舊かい保持ほじ磁化じか不變ふへんまたぞうはんてつ磁性じせい物質ぶっしついちようあい鄰的電子でんし指向しこう相反あいはん方向ほうこう。這兩しゅ性質せいしつなみ互相矛盾むじゅんざいてつ磁性じせい物質ぶっしつ內部,分別ふんべつぞく不同ふどうつぎあきらかくてき不同ふどう原子げんし,其磁のりてき方向ほうこう相反あいはんかず值大しょう相等そうとう所以ゆえん物質ぶっしつてききよし磁矩不等ふとう於0,磁化じか強度きょうど不等ふとう於零,具有ぐゆう較微じゃくてきてつ磁性じせい

よし於亞てつ磁性じせい物質ぶっしつ絕緣ぜつえんたいところ於高しきりつときへん磁場じばてきてつ磁性じせい物質ぶっしつゆかり於感おうてきうず電流でんりゅう很少,允許いんきょほろなみ穿ほじ所以ゆえん以做ためぞう隔離かくりえいIsolator (microwave)循環じゅんかんえいCirculator回旋かいせんえいgyratorひとしひとしほろなみけんてき材料ざいりょう

よし組成そせいてつ磁性じせい物質ぶっしつてき成分せいぶん必需ひつじゅ分別ふんべつ具有ぐゆういたりしょうりょうたね不同ふどうてき磁矩,ただゆう化合かごうぶつある合金ごうきんざいかい表現ひょうげんてつ磁性じせい常見つねみてきてつ磁性じせい物質ぶっしつゆう磁鐵礦(Fe3O4)、てつ氧體(ferrite)とうとう

ちょうじゅん磁性じせい[编辑]

とうてつ磁體あるてつ磁體てき尺寸しゃくすんあし夠小てき時候じこうゆかり於熱騷動そうどう影響えいきょう,這些奈米粒子りゅうしかいずい改變かいへん方向ほうこう假設かせつぼつゆうがい磁場じばのり通常つうじょう它們かいひょう現出げんしゅつ磁性じせいただし假設かせつほどこせがい磁場じばのり它們かい磁化じか,就像じゅん磁性じせいいちよう,而且磁化じかりつ超大ちょうだい於順磁體てき磁化じかりつ

磁现ぞう[编辑]

磁鐵[编辑]

磁鐵のう夠產せい磁場じば吸引きゅういんてつ磁性じせい物質ぶっしつてつとう金屬きんぞく。磁體じょう磁性じせい最強さいきょうてき部分ぶぶんさけべ磁極じきょくはたじょうがた磁鐵てき中點ちゅうてんよう細線さいせんかかかけおこりらい靜止せいしてき時候じこう,它的りょうはしかいかく指向しこう地球ちきゅう南方みなかたかず北方ほっぽう指向しこう北方ほっぽうてきいちはしたたえためゆび北極ほっきょくあるNごく指向しこう南方なんぽうてきいちはしため指南しなんきょくあるSごく。如果はた地球ちきゅうそうなり一塊ひとかたまりだい磁鐵,のり目前もくぜん地球ちきゅうてき磁北きょく指南しなんごく磁南きょくのりゆび北極ほっきょく。磁鐵あずか磁鐵あいだどうきょくしょう排斥はいせききょくしょう吸引きゅういん所以ゆえん指南しなんごくあずか指南しなんきょくしょう排斥はいせきゆびきたごくあずかゆび北極ほっきょくしょう排斥はいせき,而指南しなんごくあずかゆび北極ほっきょくのりしょう吸引きゅういん

磁鐵可分かぶんため永久えいきゅう磁鐵」あずか永久えいきゅう磁鐵」。永久えいきゅう磁鐵以是天然てんねん產物さんぶつまたたたえ天然てんねん磁石じしゃく,也可以由人工じんこう製造せいぞう最強さいきょうてき磁鐵釹磁てつ)。永久えいきゅうせい磁鐵,れい電磁でんじてつただゆうざいぼう條件下じょうけんかざいかい出現しゅつげん磁性じせい

電磁でんじてつ[编辑]

简单てき电磁铁

1820ねんむぎ物理ぶつりがくかん斯·おく斯特發現はつげんりゅう導線どうせんかいさんせい磁場じば[22]。而當直流ちょくりゅう通過つうかにしせんかん(线圈)时,かいざいにしせんかん內製なりひとし磁場じば。如果ざいにしせんかんてき中心ちゅうしんおけいれてつ磁性じせい物質ぶっしつ(铁芯),磁化じかきさきてきてつ磁性じせい物質ぶっしつかいだいだい增強ぞうきょう磁場じばよし此,电磁铁一般いっぱんゆかりかんにょうてつしんてきせんけん構成こうせい[23]電磁でんじてつ所產しょさんせいてき磁場じばあずか電流でんりゅう大小だいしょうせんけんけんすう中心ちゅうしんてきてつ磁體ゆうせき[24]よし於線けんてき材料ざいりょう具有ぐゆうでん,這限せいりょう電磁でんじてつしょのうさんせいてき磁場じば大小だいしょうただしずいちょちょう導體どうたいてき發現はつげんあずか應用おうようはた有機ゆうきかい超越ちょうえつ現有げんゆうてききりせい

電磁でんじてつぞく永久えいきゅう磁鐵,以通过控せい电流はた磁性じせいけいどうあるしょうじょ过,ゆかりHじょうBじょう是非ぜひせんせい關係かんけい所以ゆえん电磁铁断电后仍具有ぐゆうあま。电磁铁的应用非常ひじょう普遍ふへんれい如:大型おおがた起重機きじゅうき利用りよう電磁でんじてつしょう廢棄はいき車輛しゃりょう抬起,勵式發電はつでん利用りようあま磁能夠自行啟ぎょうけいどうとう[25]

永久えいきゅう磁鐵[编辑]

釹鐵硼磁てつ立方體りっぽうたい

えい磁鐵のう夠長保持ほじ其磁せい可分かぶんため天然てんねんてき磁石じしゃく磁铁矿和人わじんづくり磁鐵(鋁鎳鈷合きんひとし)。永久えいきゅう磁鐵必須ひっす具有ぐゆうひろしこう高長こうちょうてき磁滯迴線。這樣,とうそと磁場じばためれい,仍舊のう具有ぐゆう比較ひかく強烈きょうれつてき磁化じか強度きょうどかりわかようしょう磁化じか強度きょうどへんためれい需要じゅようほどこせ比較ひかく強烈きょうれつてきそと磁場じばえい磁体按照材料ざいりょう可分かぶんためてつ氧體鋁鎳鈷合きんまれ磁鐵

磁单极子[编辑]

如果わが们将带有磁性じせいてき金属きんぞくぼう截断せつだん为二,新得しんとくいたてき两根磁棒则会“动地”产生新せいしんてき磁场,じゅうしん编排磁场てききた极、みなみ极,はらさきてききた极南极两极在截断せつだん磁棒きさきかい转换なり四极各磁棒一南一北。如果继续截下,磁场也同时会继续あらため变磁场的分布ぶんぷまいだん磁棒总是かいゆうしょう应的南北なんぼく两极。而磁单极,如果しんてき存在そんざいてき话,则是完全かんぜん不同ふどうてき物体ぶったい。它是一个完全独立的南极,完全かんぜんぼつゆう跟任なんきた极链せっあるものはんまたしかつきかん对磁单极てきけい研究けんきゅう从1931ねん就开はじめりょうただしいた目前もくぜん为止,还没ゆう观察到,而且非常ひじょう可能かのう并不存在そんざい[26] しか而,ゆう论物理学りがく模型もけい则预ごとりょう磁单极子てき存在そんざい罗·狄拉かつざい1931ねん断言だんげんいん电场あずか磁场おもて现出ぼうしゅ对称せい,就像ざい量子りょうし预言てきせい电荷あるもの负电并不需要じゅよう相反あいはんてき电荷存在そんざい独立どくりつてきみなみ极或しゃきた极应该也のう观测到。應用おうよう量子りょうし论,狄拉かつ预言,如果磁单极子如果存在そんざい,就可以解释电てき量子りょうし -- 就是为何以观察到基本きほん粒子りゅうし带电りょう电子たい电量てき倍数ばいすう

いちだい一理いちり也预ごとりょう磁单极子てき存在そんざい不同ふどう基本きほん粒子りゅうし,磁单极子きょくいきのうりょうつつみ)。使用しよう这些模型もけい估计だいばくちゅう产生てき磁单极子てきすうもくとくいたてき最初さいしょ結果けっかあずか宇宙うちゅうてき观察结果しょう矛盾むじゅん--磁单极子如此てき而巨だい,它們甚至阻止そし宇宙うちゅうてき膨胀。しか宇宙うちゅう暴脹(也是这个论被提出ていしゅつてき原因げんいんいち成功せいこうかい决了这问题。这个建立こんりゅうりょういち个模がた使つかいとく磁单极子ざい宇宙うちゅうちゅう存在そんざいただし数量すうりょう极少てきのう夠与实际观测しょう符合ふごう[27]

まいり[编辑]

註釋ちゅうしゃく[编辑]

  1. ^ さらかく切地きれじせつとう とききょさと定律ていりつ成立せいりつ;其中, 磁矩, これなみ茲曼常數じょうすう

参考さんこう资料[编辑]

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  10. ^ ゆめけい筆談ひつだんゆめけい筆談ひつだん|まきじゅうよん原文げんぶん:「かた以磁せきすりはりほこさきのりのう指南しなんしかつねほろへんひがし不全ふぜんみなみ也,みず浮多とろけゆらゆびつま及碗くちびるじょうみな為之ためゆき運轉うんてんゆうそくただしけんすべりえき墜,わか縷懸ため最善さいぜん。其法しん纊中どくまゆ縷,以芥子からしもと蠟,つづり於針こし無風むふうしょかかこれのりはりつね指南しなん。其中有ちゅううすり而指きたしゃ指南しなんきたしゃみなゆう磁石じしゃく指南しなんなおかしわゆび西にし,莫可げん其理」。
  11. ^ 萍洲だんまき原文げんぶん:「……ふね地理ちりよるのりかんほしひるのりかんかげみそかん指南しなんはりあるじゅうたけなわかぎ海底かいていどろ嗅之,便びんしょいたり。……」
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  26. ^ Milton mentions some inconclusive events (p.60) and still concludes that "no evidence at all of magnetic monopoles has survived" (p.3). Milton, Kimball A. Theoretical and experimental status of magnetic monopoles. Reports on Progress in Physics. June 2006, 69 (6): 1637–1711 [2007-10-17]. doi:10.1088/0034-4885/69/6/R02. (原始げんし内容ないようそん于2016-07-01). .
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