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磁化铁和钢来研究磁场强度-磁化铁实验www.w88981.com,优德官方网站




来源:yiyi
时间:2018-12-13 3:09:34

磁化铁和钢来研究磁场强度-磁化铁实验www.w88981.com,优德官方网站


    铁的性质
    可以通过磁化铁和钢来研究磁场强度的大小。硬钢一旦被磁化就会一
直保持磁性。软铁很容易被磁化,但是当激励磁场去掉后它的磁性也会消
失。一块软铁没有明显的磁性,不能单独吸起磁针或表现得像磁铁一样。
    电磁学中最伟大的突破是发现了电流可以产生磁场,变化的磁场也会
诱导磁场中的导体产生电流。这些发现的扩展是,两个电流系统会产生各
自的磁场并且相互作用,就像永磁体那样产生相互作用力。
    电子的发现给人们展现了一幅从电子流角度考虑电流的画面。这个发
现确实意味着一套连贯的理论整合到一起,并且有很强的预测能力。这引
发了一个问题,铁条里的电子能不能被激活来产生磁场。对铁原子和其他
金属原子结构的详细研究表明,实际上是铁晶格中的电子自旋产生磁场。
    此外,如果要观察到强大的外部效应,需要控制电子自旋在空间中的
分布。这确实发生了’.但成分不多。贝特的研究发现只有当原子参量落
人某个范围,电子自旋才会自发地取向一致。热力学经验表明,无论何时
只要较低的能态空闲.那么其自然特性会优先占领它。
    铁、钴、镍都是主要的铁磁性材料。非铁磁性材料对磁场力展示出很
微弱的反应,加强或排斥磁场力。这种顺磁性和抗磁性对物理理论是很重
要的,但没有很大的工程意义。
    铁磁畴
    介绍这样一种观点:铁的晶格中电子自旋会自发平行排列,产生一个
强大的整体定向协调的磁场,那为什么在铁条附近找不到明显的磁场?如果
把铁描述成一组自发耦合电子自旋。这些耦合自旋会产生强大的磁场,在
与地球磁场相互作用时它应该寻找南北极。

    能量储存
    物理学中一个普遍原则:物质的自然属性任何时候都会趋向于一个能
被发现的更低的能量状态(“我们人类是低能态吗?如果不是为什么我们会
在这里?”)。我们知道,电子自旋平行排列产生强大的内部自发磁场,对
能量存储是有影响的。所有的电子自旋平行排列会导致晶格变形:在整体
磁化方向上,晶格会变长,这称作磁致伸缩效应。稍后我们将会把它当作
一种实际效应来考察。

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