Question

永磁体是如何保留磁性的？

Answer 1

法国物理学家安培为解释磁铁磁性提出的一种假说。安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流，类似微型螺线管电流，叫分子电流或安培电流。由于分子电流的存在，每个磁分子成为小磁体，两侧相当两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。如铁棒受到外界磁场作用磁化后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流相抵消，但铁棒表面上，分子电流向表面的部分未被抵消，它们的效果相当于铁棒表面有一层很强的电流流过。这个电流叫磁化电流，能产生很强的磁场，在铁棒两端形成两个磁极。 根据分子电流假说还能解释许多现象，如永磁体受到敲击或加热后，会使规则排列的分子电流变得杂乱无章，所以会使永磁体的磁性减弱或完全失去磁性。 安培提出分子电流假说时并不清楚分子的微观结构，我们现在知道分子由原子组成，原子内电子绕原子核运动和电子内部的运动都能产生磁场，这是分子电流的微观本质。电子运动产生的磁场相当于一环形电流产生的磁场。 分子电流假说已经得到证实。分子电流是分子、原子内部电子的运动形成的，这种电流不会受到阻碍作用，因此，不会产生热效应而能永远保持下去。 磁现象的电本质 历史最早发现的磁现象是天然磁石产生的，人们对天然磁石的磁现象进行了长期的研究。磁现象的研究与电现象的研究是独立进行的。直到1820年奥斯特发现电流的磁效应，1825年安培提出分子电流假说才把磁体产生的磁场也归结为电流的磁场。电流是电荷的运动形成的。因此，磁体的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的，这就是磁现象的电本质。 应该注意，不能认为一切磁场都是由电荷运动产生的。因为，随时间变化的电场能产生磁场。 磁性材料 能强烈磁化而具有强磁性的材料。任何物质都能受磁场作用而磁化，但大多数物质磁化后产生的磁场很弱。只有少数物质，如：铁、镍、钴等磁化后具有很强的磁性，这些物质叫磁性材料。 磁性材料根据化学成分分为：(1)金属磁性材料。主要是铁、镍、钴元素及其合金。这类材料磁性很强，用于低频和制造永磁体。(2)铁氧体。指以氧化铁为主要成分的磁性氧化物。磁性较上一类弱，用于高频、微波等。 磁性材料根据应用分为：(1)永磁材料。又叫硬磁材料。如：铅镍钴系合金、锰铝系合金、钡铁氧体等。这些材料磁化后能长期保留很强的磁性。(2)软磁材料。这类材料在外界磁场撒去后不能保留磁性，如“软铁、铁硅合金系、锰锌铁氧体等，是应用最广泛的磁性材料。变压器、电动机、发电机、电磁铁和电视、广播通信等领域大量应用软磁材料。(3)磁记录材料。主要包括磁头材料（软磁材料）和磁记录介质（硬磁材料）。广泛用于录音、录像、录码等。(4)压磁材料。利用磁致伸缩效应，通常用于机械能与电能的相互转换，如超声器件，滤波器等。(5)其他用于计算机、自动控制、微波器件等的磁性材料。