磁性的本質是什麼,你如何理解?
導讀:磁性的本質是什麼,你如何理解?
1、
磁學性質是物質的重要物理性質之一。通過磁矩測量分子結構也是很重要的方法之一。按照磁學性質可將物質劃分為:順磁性、反磁性、鐵磁性和反鐵磁性四類。接下來逐一簡單介紹這四種性質。
1.順磁性
順磁性是將某種物質置於磁感應強度為B0的磁場中,則該物質內部的磁感應強度為B,則有公式
B'是物質磁化產生的附加磁感應強度。如果是均勻的物質,B'可以和B0方向相同,也可以相反。如果兩者方向相同,稱為順磁性物質。順磁性物質在外加磁場中被吸引,由於B'比B0小,順磁性物質在外加磁場方向被磁化的程度比較輕微。
磁性是由帶電粒子運動產生的,物質的磁性源於原子中電子的自旋運動、電子的軌道運動以及原子核的質子和中子的運動。相應磁矩分別稱為電子自旋磁矩、電子的軌道磁矩與核磁矩。順磁性物質的磁矩主要來自於電子的自旋運動。可按下式公式計算
n為未成對電子數,B.M.是磁矩的單位,叫做波爾磁子,按照這個公式計算的磁矩與實驗測得的磁矩相符,就屬於順磁性物質。這類具有未成對電子的分子,它的磁矩在無外加磁場時就存在,稱為永久磁體。
2.反磁性
如果某物質在磁感應強度為B0的磁場中所產生的附加磁感應強度B',當B'方向與B0相反時,這種物質稱為反磁性物質,也叫抗磁性物質。反磁性物質在外加磁場中被排斥。在反磁性物質的分子中,所有電子都自旋成對,沒有未成對電子,所以沒有永久磁矩。在外加磁場中,電子都成對出現,凈的磁矩為0,而電子的軌道運動在磁場方向產生的凈的軌道磁矩,其方向與外加磁場相反。這種磁矩是在磁場的誘導下產生,磁場撤除後,隨即消失。實際上順磁性的物質的分子,也有成對電子,也具有反磁性,只是因為順磁性物質的分子具有永久磁矩,所以順磁性超過反磁性,凈結果表現為具有順磁性。
3.鐵磁性
鐵磁性物質首先是具有順磁性,但是這類物質在外加磁場B0中,所產生的附加磁感應強度B'比B0大很多。在足夠低的溫度下,很多順磁性物質會發生相變,轉變成其中所有自旋都彼此排列整齊,從而大大增強了物質的磁性。當外加磁場消除後,其磁感應強度仍然保持不變。當鄰近的自旋在物質中適當大的區域內按相同的方向排布時,就會產生很強的磁感應強度,這種區域成為磁疇。
如圖,a圖順磁性物質中,原子或分子是混亂排布的;b圖就是在鐵磁性物質中,原子的磁矩組合成磁疇;c未磁化的鐵磁性物質中,磁疇的方向是混亂的;d被磁化後,磁疇方向是一致的
在鐵磁性物質中的磁疇中,含有相當大數量的同一方向自旋的原子。未被磁化前這些磁疇的方向可能有多種,因此,它們的磁矩能相互抵消。然而鐵磁性物質被放在外加磁場中,這些磁疇就調整為按同一方向排列而產生很強的磁效應。在被磁化的過程中,磁疇方向的調整如同物質的重結晶過程而形成有規則的晶體,當磁場撤除後,磁疇方向不變,這種物質成為永磁材料。
總之,一種物質具有鐵磁性的關鍵因素有兩點:一是該物質必須有未成對電子,或者說這種物質必須有順磁性;二是原子間的距離必須適合於使原子有可能形成磁疇。常見的鐵、鈷、鎳都是鐵磁性物質,因此可以作為鐵磁性材料
4.反鐵磁性
與鐵磁性相反,當從具有順磁性物質發生相變時,物質中相鄰的自旋按相反方向排列,自旋的順磁性收到強烈地抑制,這種物質成為反鐵磁性,NiO就是少見的反鐵磁性的物質。
我的介紹可能不是太清楚,如果要詳細了解,可以找相關書籍學習。
/21.場,是一種物質,看不見摸不著,真實存在的,任何的非接觸的力,都有場這種物質作用,例如 電場 磁場 重力場,原子之間的強相互作用,原子核內部的質子中子之間,或者更進一步的夸克與夸克之間,都是由於場的連接作用。場真的很神秘,很難理解,如果談其結構組成,估計在這個空間是無法得到答案了。
2.磁性,之前在紀錄片里看到,重力是由於空間被擠壓形成的,就好像宇宙空間把你壓在地球表面上,從而形成了非接觸的力,所以要研究這種場,需要把空間展開,目前人類還做不到這種技術,雖然人類已經能做出小型黑洞了,但是這還遠遠不夠,不足以把空間扭曲研究,所以磁性的研究,或者場的研究,還任重道遠!
3、物質由原子組成,原子內含正負電性,規律的正負電性排列使物質能量增加,像磁鐵的每個原子就是一個磁矩,每個磁矩的規律排列形成磁能,學界認為磁場與電子自旋有關,這個說法不準確,應該是原子之一正一負才是道理,因磁和電是雙向性,N,S,宇宙萬物本質正負電性,所以磁產生源於正負電性,電生磁,磁生電,二者互為因果,因每個原子能量極弱,必須有規律排列才能產生磁能,磁同極相斥,異極相吸引,這個說明磁的本質就是正負電性。
那磁場本質又是什麼?肯定是一種粒子流或波,學界認為與電子有關,如果是電子流是不可能的,因原子內質子正電能量鎖住了電子的外流,磁力切割產生電,故電磁同源,因宇宙正負粒子(暗物質)廣泛存在於太空和任何物質內外之特性,故原子內除質子中子電子以外都充斥著正負粒子(暗物質),具有磁能的原子帶動了內外粒子的流動,並形成循環,這就是磁場,磁力切割磁粒子進入導體致原子電性增加而規律流動形成電流。
電,磁,光,恆星,行星內之恆久高溫,同源同理,電和磁是宇宙根本能量和物質,單純用原子類物質根本不能解釋,只有宇宙正負粒子才能解釋,也是終極解釋,微觀粒子組成宏觀原子物質是宇宙規律,鐵的本質和現象,無法辨駁,學界只停留在原子和分子去解釋以上四大現象當然是不可能的,是對科學不負責,實質太膚淺,沒有發現宇宙本質,故學界宇宙論多為謬論或沒有說明本質。原創理論,引用聲明,寫作辛苦,希望大家支持,評論和轉發,
4、
磁的本質就是由電衍生而來,是電的變化產生的磁場,即電生磁。如果沒有電,就沒有磁。
最早,人們並不知道磁和電的關係,很多人都認為磁是磁,電是電。磁具有和電類似的性質,是由磁荷產生(相對於電荷)。而直到1820年,奧斯特偶然間發現了在通有電流的導線旁邊放上一個小磁體,小磁體竟然會發生偏轉。才揭示了原來磁可以由電產生。十年後,法拉第發現了在磁場中,導體組成的閉合電路做切割磁感線的運動可以產生電流,由此揭示電磁感應定律。特別是隨後麥克斯韋方程組的提出,更是把磁和電緊密結合在了一起,電生磁、磁生電被人們所熟知,甚至還預測了電磁波的存在。至此,磁現象的本質被認為是電的變化。
說到這裡,可能有人要問,既然電流可以產生磁場,那麼磁鐵沒有電流,為什麼也會產生磁場?按理來說不應該啊?
這個問題就要從微觀層面來說了:我們都知道,物質是由分子、原子組成。原子由一個核外運動的電子組成,電子圍繞著原子核公轉和自轉,就像電流一樣。所以,原子是可以產生磁場的,具有磁距的。一般的物質,電子產生的磁場方向雜亂無序,相互抵消,整體表現為無磁性。而磁鐵,它的內部電子排布較為規整,產生的磁場方向一致性好,磁場相互疊加加強,就表現出來了強的外部磁場。
而生活中的核磁共振就是根據原子的磁共振原理來進行分析檢測的。所以,磁就是由電產生,是電流運動導致的一種物質場。
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/5、愛因斯坦已經說了,磁場是電場在不同參照系體現,運動的電荷產生磁場。我對經典的電磁現象總結了一下,對磁場的認識又加深了一步。得出一條規則(磁力是電荷有了相對運動而增強的電力。既磁場是電荷相對運動而增強的電場)。上高中時有一個難題困擾著我,為什麼通了同向電流的導線是相吸引的,而真空中同向飛行的電子流是相排斥的?導線里流動的不也是電子嗎,導線在此起了什麼作用?當時不知道什麼是相對論。我就想:兩條導線里流動的自由電子肯定是相互排斥的,而兩條導線里的原子核肯定也是相互拍斥的。那吸引力道底是從哪裡冒出來的呢?再一想(那時除了暗戀女生就剩瞎想了)只有電子與原子核之間才有吸引力呀!看來只能從這裡下手了。雖然自由電子在流動但是兩條導線里的正負電荷的數量是相等的呀!是靜電平衡的呀,同種電荷相斥,異種電荷相吸。
怎麼會有多餘的吸引力呢。看來還跟運動有關,運動又是相對的,假如兩條導線里的自由電子都以相同的速度運動,那兩邊的自由電子就是相對靜止的。但是其中一條導線里的自由電子相對與另一條導線里的原子核是有相對運動的。是不是有了相對運動以後它們之間的吸引力不再由靜電常數決定,靜電常數是用靜電測出來的,動電是不是就不適用了呢!當你站立不動時,你臉部皮膚的外側受到的是一個大氣壓(因為皮膚內側也是受到一個大氣壓,是平衡的,所以感覺不到壓力)當你向前奔跑時,氣體分子撞擊面部的速度加大了,壓力也增大了。
也就感覺到風了,風就是因為運動而增加的空氣壓力!電場會不會也一樣呢?假如把靜電場想像成空氣,磁場想像成風,磁就是電風!(我是不是瘋了)就可以圓滿解釋兩條通了同向電流的導線相吸引的問題了,兩條導線里自由電子之間,原子核之間的排斥力保持不變,而一條導線里的自由電子相對於另一條導線里的原子核之間的吸引力因為宏觀的(微觀的相互運動增加的力已經抵消了)相互運動而增加了。通了反向電流的導線相排斥也是一個道理。經過若干年的琢磨,後來發現這個規則通過衍生可以解釋所有的經典電磁現象,包括電磁感應,電磁波。本文原創
6、
綜合上面的觀點,顯然引力波不會與電磁波發生糾纏和作用。也不會和電磁場發生糾纏和作用。
有同學這時候不服氣了,站起來問了一個問題:光是一種電磁波,可以被大質量物體偏轉。甚至在黑洞附近,光是無法逃逸的。這不就是引力使得電磁波偏轉嗎?不就是引力對電磁波有作用嗎?那麼引力波和電磁波不也會發生作用嗎?
首先是這樣的,引力波和引力是兩個概念。引力是一種時空性質。引力波是時空的漣漪,說白了就是時空劇烈震蕩的表現,不是一種性質。
性質是與生俱來的,不管什麼條件,什麼環境下都存在。引力波出現和表現是需要條件的,對於它的探測更是難上加難。所以引力波和電磁波是不發上糾纏和作用的。
接著來回答引力和電磁波有糾纏和作用嗎? 這個時候上面的問題就變的更嚴肅起來了,任誰都不敢忽略這個問題。
理論上可以這樣說,任何溫度在絕對零度以上的物體都向外輻射電磁波。電磁波是由一些基本粒子組成的,有質量。以光來說,光是一種電磁波,光也是一種質量波。
那麼大質量天體使得光偏轉,是引力對質量波作用,還是對電磁波作用?
答案是這樣的:引力是一種時空性質,對凡是有質量的物體都起作用。那麼光有質量,引力自然就使得光偏轉了。也就是說引力不認識你是誰,什麼電磁波,水波,聲波等等,它不管你是什麼,只要你攜帶能量,攜帶物質就會對你產生引力作用。
可是這位同學還是不解:雖然它對質量產生作用,可是這些質量波就是電磁波啊。電磁波也明顯在引力的作用下偏轉了。
答案繼續:引力是對質量產生引力作用,不對物質的電磁性質產生作用。如果對電磁場,電磁波的性質產生糾纏和作用,那麼電磁波理論就需要修改。
我說引力是時空的性質,時空又是一種能量時空。也就是凡是具有能量的物質就會有引力作用。
現在又說凡是具有能量的物質就會有輻射。然後引力也不與電磁波,電磁場發生作用。那麼會不會引力其實也是一種電磁波?
任何物體具有引力,任何物體又具有溫度,具有溫度的任何物體又會輻射電磁波。
但兩者不是一種東西,是有本質區別的。引力是引力,電磁是電磁。
【引力】是時空性質,是最根本的。【電磁現象】是物質性質。
時空是由時間,物質,空間構成。 而單純的物質,只能說受時間,空間的影響。也就是說時空是電磁場發揮「活力」的舞台。從範疇角度來講,前者包含後者,但其實現實中引力和電磁力都是長程力,你無法做出比較。
還記得惠勒的那句名言是怎麼說的嗎? 「物質告訴時空如何彎曲,時空告訴物質如何運動「。即時空告訴電磁波,電磁場如何運動,就是按「光速」運動。所以在提到光速問題的時候,我反覆強調時空的因素。
所以至此,其實電場,磁場,電磁場的本質就明了了。它們的本質是可以這樣描述的:電磁場是物質在引力場中存在和運動的方式。
即引力場中電場,磁場,電磁場以我們現在看到的方式存在和運動著。
可以形象的舉一個例子。河水中的漩渦。我們可以說整個河水是對河水中的漩渦有影響,不能說它產生作用。這很矛盾,是的。產生影響和產生作用不一樣嗎?
不一樣。從聯繫的角度講,任何兩個東西,都有聯繫,都有影響。但發生作用就不同了,就好像「化學反應」一樣。河水並沒有對漩渦發生這樣的「反應。」
或者可以直白的說,我不能對我自己發生作用。但我可以影響我自己。就是這個意思。
但我得承認,在哲學中,你要探討的東西,答案一定在你要探討的東西之外。而我們現在所探討的東西,不可能這個東西之外,因為他們是一個東西。即物質。只是有一種物質叫電磁波,但它還是物質範疇中,你如何脫離?
而且最致命的是,大家想過沒有,為什麼我上面說,引力場的範疇從宏觀來說是比電磁場範疇大的。就是因為引力是時空屬性,而電磁力不是時空屬性。
如果以引力與電磁場發生作用,相互依偎的話,就不會將電磁力納入四種基本力之一了。正是因為是相互獨立的,不發生作用,所以電磁力是基本力之一。他們是不能相互轉化的,不能把引力轉化成電磁力。但可以通過聯繫,納入到一個體系里。愛氏的這個思路,沒有問題。
這樣解釋,大家應該就能茅塞頓開了。
我們的問題,永遠沒有最後一個。你還可以問:「那麼電磁場,電場,磁場為什麼以這樣的方式存在和運動?」
這個問題的回答,一定要回到量子力學中去尋找的答案。尤其是關於電荷的知識內容,
你還能問什麼問題? 比如還有這樣的我問題:「橘子可以產生電流,這是怎麼回事?」「雷電現象是怎麼回事?」
磁場可以產生電,橘子也有磁場?顯然我們不是這樣認為的。那麼你將如何回答。
顯然回答這個問題,就和我上面提到的「電荷」有關。而橘子發電,水果發電,雷電現象等等具體內容,我就不寫了。大家可以在網上找到具體答案。
摘自獨立學者,詩人,作家,國學起名師靈遁者宇宙物理科普書籍《變化》


※靈遁者詩歌:為了一切
※這些精美的句子,總有一句能走進你的心
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