為什麼磁鐵能吸引鐵卻不能吸引木頭和鋁？

大家小時候一定玩過磁鐵，肯定也發現過這樣的現象：磁鐵可以吸引鐵釘、鐵片之類的鐵製品，卻不能吸引木頭桌子或者鋁鍋，這是為什麼呢？

要理解固體中的磁性，先要認識電子的量子特性——自旋。就像電荷、質量一樣，自旋也是微觀粒子的內稟屬性，它並不是微觀粒子的自轉引起的，而是量子化的必然特性。電子自旋會產生自旋磁矩，電子繞原子核運動還會產生軌道磁矩，磁矩的方向垂直於迴路平面，磁矩可以看成是一個個小磁針。如果有序排列的原子磁矩大小相同並且方向相同，那麼材料整體將體現磁性。

螺線管磁場

實驗表明，任何物質在外磁場中都或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。鐵是一種鐵磁性材料。鐵磁性材料中相鄰原子或離子的磁矩間存在一定的相互作用（限制），會使某些區域中磁矩大致按同一個方向排列，這樣就形成了一個磁疇，磁疇內的磁性非常強。材料內部有許多這樣的磁疇，但是不同磁疇的磁矩取向是隨機的，材料整體上並不表現出強磁性。磁鐵吸引鐵的主要原因是鐵本身發生了自發磁化，並形成一個自發磁化區即磁疇。鐵磁類物質磁化後，內部的磁疇會整齊劃一地排列起來，使整體表現出磁性，從而可以被磁鐵所吸引。除了鐵以外，鈷、鎳、釓、釹等過渡金屬和稀土金屬都具有自發磁化性質。撤去磁鐵之後，有的鐵磁材料仍可保持磁疇有序排列而保留磁性，有的則會很快消失磁性。純鐵的磁性就不容易保持，而摻入一定量的碳等雜質鑄成的鋼磁性就很好。目前發現最強的永磁體是釹鐵硼材料，因其優異的磁性而被稱為「磁王」，在現代工業和電子技術中都有著重要的應用。

木頭內部沒有磁疇，其原子中電子磁矩是相互抵消的，當受到外磁場作用時，會產生反抗外磁場的微小磁矩，導致不能被吸引。鋁則是一種順磁性物質，未受磁場作用時，磁矩無序排列，加外磁場之後，磁矩趨向於和外磁場一致，但是一致性沒有鐵磁性材料強，所以普通磁鐵並不能吸引鋁塊。

固體材料的磁性也與材料的溫度有關。對於鐵磁材料，在一定溫度以上，原子的熱振動過於劇烈而打亂原來一致排列的磁矩，材料會從鐵磁體過渡到順磁體，對應的溫度點叫作居里點。家用的電飯煲就是利用了鐵磁體的居里點，當鍋中米飯加熱到103℃附近時，達到了電飯煲下面的鐵磁材料的居里點，退磁後的磁鋼片吸引力大大降低，從而自動斷開了加熱開關，讓電飯煲進入保溫狀態，這樣米飯既能煮熟又不會糊掉。何澤尚 羅會仟

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