作业帮磁的微观解释
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/07 20:36:32
磁的微观解释
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磁的微观解释
就从“为什么铁容易被磁化,而铝不易被磁化”的具体实例讲起吧——
铁原子有4个3d轨道上的电子是自旋平行的（钴有3个,镍有2个这样的电子）,它们是铁原子磁性的主要来源,铁原子的其它电子的轨道角动量和自旋角动量所对应的磁性几乎全都相互抵消.总之单个铁原子的磁性是很强的,若干个铁原子可以自发地使它们的磁极方向取得一致而形成所谓的磁畴（http://baike.baidu.com/view/300916.htm?fr=ala0_1）,平常各磁畴的磁极取向混乱,磁性相互抵消,整体上铁无磁性.但在外磁场中,铁中各磁畴的边界发生变化使得原来与外磁场相反磁性的磁畴的范围缩小,而相同磁性的磁畴范围扩大,同时,原本方向与外磁场方向相差不大的磁畴的磁性方向更靠近外场方向.这样,各磁畴的磁场尽管仍相互抵消了一部分,但另一部分却与外磁场同向（这也增大了总的磁场强度）,于是铁就被磁化了.
铝原子的内层同样是各电子的轨道角动量和自旋角动量所对应的磁性几乎都相互抵消（注意,原子核的磁性比电子的弱千倍以上,故略而不说）.铝原子的外层,3s轨道上有两个电子,它俩的轨道角动量都为零,而它俩的自旋方向彼此相反,这样就只有3p轨道上的一个电子的轨道角动量与自旋角动量对整个铝原子的磁性有贡献,显然,单个铝原子的磁性要比铁原子小很多.更要命的是,弱磁性的铝原子的热运动破坏了相应磁畴的形成（另一个原因是3p电子不如3d电子更远离核从而与相邻原子的磁耦合就不如后者强）,没有磁畴,它就不能有强的磁性.在外磁场中,铝原子的磁极也会多少偏向外磁场方向——它是会被磁化的,只是它磁化所形成的磁场很弱而已.这被称为顺磁性物质,以区别于磁化时能形成强磁场的铁磁性物质.还有一种逆磁性物质,磁化时形成的磁场反而是逆着外磁场方向的,但其磁场更弱,这种物质的原子本身是没有磁性的——其中的所有电子的磁性几乎完全相互抵消掉了.
非金属物质也是类似的——最外层不成对的那个电子的磁矩对整个原子的磁矩作出了最主要的贡献,其他配成对的电子的磁矩互相抵消了,而原子核的磁矩比电子的磁矩小1000倍以上,通常都可忽略不计.