龍抬頭1661

這個要從微觀層次來看，因為電子的自旋特性（量子屬性）會產生自旋磁矩，同時電子在繞原子核運動會產生軌道磁矩，以上兩種可以統稱為原子磁矩。這些原子磁矩如果可以有序排列起來並且大小方向相同，那麼物質就可以表現出磁性。

表現出磁性就意味著磁場的存在，任何物質在磁場中都可以被磁化，只是程度大小不同。例如鐵就是較容易被磁化的物質，由於鐵原子的磁矩間存在著相互限制作用，使磁矩在一定範圍內更容易形成磁疇。

所以鐵這種物質被磁化的過程表現在磁疇之間的重新排列，會更容易一些。

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科學黑洞

人類很早就發現了磁鐵，我們的老祖宗就利用磁鐵製成了指南針，用來標記方向，應用在航海等人類探索活動中。現在的日常生活中，利用到磁效應的領域越來越多，從發電機到計算機的硬盤都是利用電流的磁效應。

天然的存在磁鐵就是一些有磁性的礦石，也被成為吸鐵石，現在還有人工磁鐵，同時也可以把導線繞成線圈，製備電磁鐵。人們可以利用磁鐵吸引鐵釘等金屬物件，同時被吸引的鐵釘也會帶上一定的磁性，再次吸引其他更小金屬東西。當把磁鐵撤開，鐵釘也會隨之失去磁性，不再吸引其他小金屬。

磁鐵對於金屬物體會有吸引，或者兩個磁鐵之間也會有作用力，這種磁力作用即使相距一定距離也會存在。這種磁場力的產生來源於磁鐵周圍的磁場，磁場具有勢能，勢能就是儲存在體系中可以轉化成其他形式的能量，比如轉變成動能。和磁場類似的就是在重力場中有重力勢能，就像在高處的石頭總有掉下來的趨勢，兩個質量物體之間總有萬有引力作用一樣。

磁場還可以賦予一些金屬以磁性，基本原理就是鐵塊等金屬內部含有大量的磁疇，具有雜亂無章的排布，當把鐵塊置於磁場中，鐵塊內部的磁疇就會在外磁場的作用下，趨向於外磁場的方向進行排列，從而使鐵塊也暫時具有了一定的磁性。

量子實驗室

磁性的本質是電磁力，磁鐵產生磁力是因為它在空間產生磁場，磁場越強，磁力越大。

磁鐵為什麼會有電磁力呢？這是因為這些磁體原子的內部結構比較特殊，有序排列，本身就具有磁矩。

磁性材料一旦被磁化，使其內部原子結構發生變化，從雜亂無章變得有序排列，形成很微小的晶格，這些晶格電子圍繞著某個軸心運動，形成了環形電流，就成了一個個微小的磁體，大量南北極相同小磁體構成了磁性較大的磁鐵。

磁鐵有天然磁鐵、人造磁鐵、電磁鐵之分。

天然磁鐵是由磁鐵礦中開採出來的，主要成分為四氧化三鐵（Fe3O4），是一種本身具有磁矩的礦物，原子形成等軸晶體，晶體呈八面體、十二面體。地球本身就具有強大的磁場，這些磁石埋在地底下，由於其特有的晶體特性，被地球這個大磁鐵所磁化，就成了永久磁鐵。

人造磁鐵是運用天然磁鐵的某些特性，選取相應的材料，製成各種形狀的磁性材料，然後讓其在磁場中磁化。在磁場中，磁性物體受到外磁場的作用，內部小磁體的方向排列趨於一致，就顯示出了磁性。

這些被磁化的磁性物體被撤去磁場後，內部排列能夠繼續保持下去，就成了一個人造磁鐵。由於人類掌握了磁性的本質，因此一些人造磁鐵比天然磁鐵還要穩定和強大。

電磁鐵是運用電磁轉換原理，人為製造出若干環行線圈，中間加上鐵棒。當通電時，就產生了磁場，斷電磁場就消失。中間的鐵棒是為了增加磁性，使電磁鐵更能穩固的吸取物體。

人類自從認識了磁力和電磁轉換的原理後，完全顛覆了這個世界，可以說現代的一切科學進展和社會生活都與電磁力息息相關。

我們現在使用的電力、能源、交通、航天、影視、醫療等等一切，都少不了電磁力的在其中的作用。

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時空通訊

就目前來看，在自然界中，一切力的作用歸根結底無外乎只有四種——引力、電磁力、強核力以及弱核力。磁鐵能夠吸鐵，這是電磁力在起作用。那麼，磁鐵和鐵之間為什麼可以產生電磁力呢？

這個問題需要從微觀角度來闡述。原子的組成有兩部分，一部分是帶正電荷的原子核，還有一部分是原子核外圍帶負電的電子。電子自旋會產生自旋磁矩，從而產生磁場。另一方面，原子核外的電子在軌道上運動還會產生軌道磁矩，這也會產生磁場。此外，原子核的自旋也有自旋磁矩，同樣也能產生磁場。

原子中的各種磁矩結合在一起產生一個總的原子磁矩，而原子磁矩的有序度決定了物質是否具有磁性。如果原子中的磁矩互相疊加，原子磁矩有序度高，這樣就會產生一個磁場，從而使物質具有磁性。這樣的物質就是我們所說的磁鐵，最常見的磁鐵主要是由四氧化三鐵組成。另一方面，如果原子中的磁矩互相抵消，原子磁矩無序排列，這樣無法產生磁場，物質也就沒有磁性。

在磁鐵產生的磁場的作用下，鐵的原子磁矩排列會從混亂變成有序，從而被磁化，併產生磁場。這樣磁鐵和鐵之間就能產生電磁力，所以磁鐵可以吸鐵。

而對於磁鐵無法吸引的其他物質，它們的原子磁矩在磁場作用下不會從混亂變成有序，這樣就無法產生磁場，所以它們無法與磁鐵通過電磁力而吸引在一起。

火星一號

人們最早認識到有“磁性”就是從吸鐵石能吸鐵這個現象開始的。除此之外，還有一個常見現象，就是指南針（中國古代叫司南）。

地球本身可以看做是個大磁鐵，地磁南極位於地理北極附近，而地磁北極位於地理南極附近。

司南（或指南針）是個小磁鐵，所謂磁鐵，用物理的語言說就是一個磁偶極矩（一端N，另一端為S，N-S之間有個距離），磁性的一個基本知識就是我們迄今為止還沒有發現磁單極子（即單獨的N，或單獨的S），所有吸鐵石能吸鐵，和電現象裡，正電荷可以吸引負電荷是不一樣的。

地球本身是個大磁矩（大磁偶極矩），思南（小磁矩）放到地球表面，小磁矩會在地球這個大磁矩產生的磁場中運動。這裡的關鍵是磁偶極矩產生的磁場是非均勻的，大致來說，越靠近磁極，磁力線越密集（磁場越強），越遠離磁極，磁力線越稀疏（磁場越弱）。

一個小磁矩μ放到磁場B中的勢能是：

這個公式告訴我們小磁鐵首先會“順著”磁力線的方向排列，這就是指南針的物理原理，因為小磁針順著磁力線方向，能量最低。

其次磁矩在“非均勻”磁場中還會受力F：

這個公式意味著磁矩μ會順著磁力線的方向受到一個指向磁場更密集方向的力。換句話說小磁針會向著附近的磁極運動。

回到磁鐵會吸引鐵釘這個現象，磁鐵（大磁矩）有兩個磁極，鐵釘本身在沒有外加磁場的時候並沒有磁性，但當我們把鐵釘放到磁場裡的時候，鐵釘會發生磁化，鐵釘可以看做是很多磁疇的集合，每個磁疇本身可看做是個小磁矩，但這些磁矩的取向是雜亂無章的，當我們把鐵釘放到外磁場裡，這些磁疇有平行於外磁場排列的趨勢，於是鐵釘整體就具有了非零的磁矩。

被磁化，具有非零磁矩的鐵釘會在磁鐵產生的非均勻磁場中受力運動，被吸引向磁場更大的地方，即磁鐵的磁極處。

那麼鐵釘的能量是從哪兒來的呢，當然是從鐵釘（小磁矩）在磁鐵（大磁矩）磁場中的勢能來的，這個勢能會轉化為動能，使鐵釘撞在磁鐵的磁極上。

物理思維

實際上，根據人類目前科學水平，無法回答此問題，正如地球與其他星體為什麼會吸引其上面的所有物質一樣！這應該關係到物質微粒子的問題。有些人用什麼電磁場原理來解釋，其實這種解釋是錯誤的，為什麼磁鐵不吸銅鋁銻等金屬呢？難道磁鐵遇到這些物質就沒電磁場了嗎？隨著科學的發展，人類總有一天會搞清楚這個問題。

我的想法是，既然磁鐵對鐵有永久性的吸引性，那可不可以將其特性運用起來，造出永動機呢？

引伸：太陽氫氦核聚變反應生成了鐵，此鐵具有磁性磁場，吸引著太陽系的所有行星，讓各行星在既定軌道運行，不致混亂。太陽發光發熱，給地球生命提供生存，讓植物有光合作用，釋放氧氣供給動物，太陽的熱使生物不致凍死。看來，地球的運轉，來自太陽的磁揚作用。太陽造就了運動與生命。上帝創造了太陽，萬物不能離開太陽

用戶創維

答：磁鐵的能量來自於磁鐵本身，通過磁鐵激發的磁場來傳遞能量，並作用於磁場中的物體。

首先，我們需要明確兩個概念：

（1）磁場的本質是電磁場；

（2）電磁場是物質的一種；

既然是物質，就具有質量和動量；磁鐵激發出來的電磁場，同樣具有質量，該部分質量叫做“電磁質量”，用m（c）表示。

電磁場存在於磁鐵或者電荷周圍，與其中的物質發生相互作用，磁鐵的能量正是以該方式進行傳遞；能量的來源，就是磁鐵本身賦予的。

之所以磁鐵能吸引鐵塊，是因為磁鐵激發出來的電磁場，與鐵內部電子運動形成的微觀磁效應耦合，導致鐵塊會受到磁鐵的吸引作用。

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艾伯史密斯

很抱歉，作為四個基本作用力的其中之一，磁力的產生以現在的科技仍然是無法解釋的，我們只能觀察其規律並加以應用。四大基本作用力分別是，引力、電磁力、強核力、弱核力。其中只有引力在愛因斯坦的廣義相對論中，解釋了是由於大質量天體扭曲時空所導致而產生的引力外，其他三個均無法解釋。

小魚人的翅膀

磁鐵周圍存在磁場，磁場是一種特殊的物質，他把磁能存儲於磁場之中。而磁鐵吸鐵，就是因為鐵中也有小磁疇，可以很容易被磁場磁化吸引。磁鐵對鐵的吸引力，能量來源就是磁場。

一般情況下，有磁性的物質內部存在無數的磁距，這些磁距方向雜亂無章，相互抵消，從而使物質顯示不出來磁性。當通過外部磁場作用於此磁性物質時，外部磁場可以做功把磁性物質內部雜亂無章的磁距方向磁化為一致，從而使磁場疊加相互加強，最終使磁場外放。這就是磁鐵的誕生過程，磁鐵的磁場就存儲著磁能，可以通過磁力做功，有點類似於電場。

相信大家小時候都做過磁鐵的小實驗，就是用磁鐵在沙子裡面吸一些鐵碎末，然後放在一張紙上，磁鐵放下面，磁鐵移動小鐵屑門就跟著動，很是神奇。其實，這種作用力就是通過磁場實現的。

科學探秘頻道

剛學完材料物理來回答一下這個問題，都說是磁矩，可是什麼是磁矩都沒說清楚。

磁矩通俗一點說，一個磁性物質，要想表現出磁性要有NS極，也就是NS極整體不重合。在材料內部，有無數小磁矩，相當於無數NS不重合的小單元。如果這些NS極小單元整體沒有相互抵消，就會出現磁性。

可是為什麼會有NS小單元？

以鐵為例，鐵在沒有外磁場的作用下沒有磁性。鐵的內部有NS小磁矩。下面是鐵的電子排布式，和軌道式。可以看出鐵的3d軌道上有四個單電子，而其它都是一對電子，一對電子的自旋磁動量相反，也就不表現磁性。而那四個單電子的磁動量沒有電子和它相互抵消，於是原子內部產生磁矩。

在外加磁場的作用下，NS小單元會沿著磁場方向有序排列，這樣的話，NS小磁矩在材料內部就N在這頭，S在那頭。就表現出磁性。

關鍵字: 原子 吸鐵 科學