Question

磁铁被加热就会失去磁性吗？那么地球内部温度那么高为什么还有磁场？

Answer 1

简单来说，磁铁产生磁场和地球产生磁场的原理是不一样的。下面，就来分别介绍一下两种磁场是如何产生的。

在原子中，无论是电子、质子的自旋，还是电子在原子核外的轨道上运动都会产生相应的磁矩。如果原子中的磁矩完全抵消掉，那么，该物质不会产生磁场，所以就不会表现出磁性，也就不是磁铁。而如果原子中的磁矩叠加在一起，就会有一个净磁矩，则该物质就会产生磁场，从而表现出磁性，这就是磁铁。在磁铁产生的磁场中，诸如铁这样的铁磁性物质会被磁化，使得磁铁和铁磁性物质产生很强的电磁力作用，从而表现出磁铁能够吸引铁磁性物质的现象。

当温度超过某一临界温度时，由于原子的热运动加剧，导致磁铁的原子磁矩排列会从有序变得混乱，所以磁性就会消失，这一临界温度被称为居里温度。比较常见的铁氧体磁铁的居里温度约为450摄氏度，钕铁硼磁铁约为310度。如果温度低于居里温度，物体又会重新拥有磁性。

另一方面，虽然地球内部的温度很高，地心温度最高可达5500度，但地球内部仍然会产生磁场，并不会出现消磁的现象。根据目前的主流理论，虽然地球的磁场类似于棒状磁铁的磁场，但地球并非一根“磁铁”，而是一个“发电机”。

地球内部的最上层是很薄的地壳，往下一层是厚度达到2890公里的地幔，再往下是厚度为3400公里的地核。在地幔和地核的交界处，温度可达4800度，这使得主要由铁和镍组成的核心熔化成液态。但随着深度的增加，压力会大幅升高，导致铁和镍变成固态。因此，地核由液态的外地核和固态的内地核组成，外地核的厚度为2200公里，内地核的厚度为1200公里。

在地球自转过程中，内外地核的自转速度是不一样的，外地核中的液态铁镍流经初始磁场（太阳磁场），就会通过电磁感应现象产生电流，于是，新产生的电场反过来又会产生磁场。因此，经由地核发电机原理产生的磁场不会在高温环境中消失。