龙抬头1661

这个要从微观层次来看，因为电子的自旋特性（量子属性）会产生自旋磁矩，同时电子在绕原子核运动会产生轨道磁矩，以上两种可以统称为原子磁矩。这些原子磁矩如果可以有序排列起来并且大小方向相同，那么物质就可以表现出磁性。

表现出磁性就意味着磁场的存在，任何物质在磁场中都可以被磁化，只是程度大小不同。例如铁就是较容易被磁化的物质，由于铁原子的磁矩间存在着相互限制作用，使磁矩在一定范围内更容易形成磁畴。

所以铁这种物质被磁化的过程表现在磁畴之间的重新排列，会更容易一些。

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科学黑洞

人类很早就发现了磁铁，我们的老祖宗就利用磁铁制成了指南针，用来标记方向，应用在航海等人类探索活动中。现在的日常生活中，利用到磁效应的领域越来越多，从发电机到计算机的硬盘都是利用电流的磁效应。

天然的存在磁铁就是一些有磁性的矿石，也被成为吸铁石，现在还有人工磁铁，同时也可以把导线绕成线圈，制备电磁铁。人们可以利用磁铁吸引铁钉等金属物件，同时被吸引的铁钉也会带上一定的磁性，再次吸引其他更小金属东西。当把磁铁撤开，铁钉也会随之失去磁性，不再吸引其他小金属。

磁铁对于金属物体会有吸引，或者两个磁铁之间也会有作用力，这种磁力作用即使相距一定距离也会存在。这种磁场力的产生来源于磁铁周围的磁场，磁场具有势能，势能就是储存在体系中可以转化成其他形式的能量，比如转变成动能。和磁场类似的就是在重力场中有重力势能，就像在高处的石头总有掉下来的趋势，两个质量物体之间总有万有引力作用一样。

磁场还可以赋予一些金属以磁性，基本原理就是铁块等金属内部含有大量的磁畴，具有杂乱无章的排布，当把铁块置于磁场中，铁块内部的磁畴就会在外磁场的作用下，趋向于外磁场的方向进行排列，从而使铁块也暂时具有了一定的磁性。

量子实验室

磁性的本质是电磁力，磁铁产生磁力是因为它在空间产生磁场，磁场越强，磁力越大。

磁铁为什么会有电磁力呢？这是因为这些磁体原子的内部结构比较特殊，有序排列，本身就具有磁矩。

磁性材料一旦被磁化，使其内部原子结构发生变化，从杂乱无章变得有序排列，形成很微小的晶格，这些晶格电子围绕着某个轴心运动，形成了环形电流，就成了一个个微小的磁体，大量南北极相同小磁体构成了磁性较大的磁铁。

磁铁有天然磁铁、人造磁铁、电磁铁之分。

天然磁铁是由磁铁矿中开采出来的，主要成分为四氧化三铁（Fe3O4），是一种本身具有磁矩的矿物，原子形成等轴晶体，晶体呈八面体、十二面体。地球本身就具有强大的磁场，这些磁石埋在地底下，由于其特有的晶体特性，被地球这个大磁铁所磁化，就成了永久磁铁。

人造磁铁是运用天然磁铁的某些特性，选取相应的材料，制成各种形状的磁性材料，然后让其在磁场中磁化。在磁场中，磁性物体受到外磁场的作用，内部小磁体的方向排列趋于一致，就显示出了磁性。

这些被磁化的磁性物体被撤去磁场后，内部排列能够继续保持下去，就成了一个人造磁铁。由于人类掌握了磁性的本质，因此一些人造磁铁比天然磁铁还要稳定和强大。

电磁铁是运用电磁转换原理，人为制造出若干环行线圈，中间加上铁棒。当通电时，就产生了磁场，断电磁场就消失。中间的铁棒是为了增加磁性，使电磁铁更能稳固的吸取物体。

人类自从认识了磁力和电磁转换的原理后，完全颠覆了这个世界，可以说现代的一切科学进展和社会生活都与电磁力息息相关。

我们现在使用的电力、能源、交通、航天、影视、医疗等等一切，都少不了电磁力的在其中的作用。

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时空通讯

就目前来看，在自然界中，一切力的作用归根结底无外乎只有四种——引力、电磁力、强核力以及弱核力。磁铁能够吸铁，这是电磁力在起作用。那么，磁铁和铁之间为什么可以产生电磁力呢？

这个问题需要从微观角度来阐述。原子的组成有两部分，一部分是带正电荷的原子核，还有一部分是原子核外围带负电的电子。电子自旋会产生自旋磁矩，从而产生磁场。另一方面，原子核外的电子在轨道上运动还会产生轨道磁矩，这也会产生磁场。此外，原子核的自旋也有自旋磁矩，同样也能产生磁场。

原子中的各种磁矩结合在一起产生一个总的原子磁矩，而原子磁矩的有序度决定了物质是否具有磁性。如果原子中的磁矩互相叠加，原子磁矩有序度高，这样就会产生一个磁场，从而使物质具有磁性。这样的物质就是我们所说的磁铁，最常见的磁铁主要是由四氧化三铁组成。另一方面，如果原子中的磁矩互相抵消，原子磁矩无序排列，这样无法产生磁场，物质也就没有磁性。

在磁铁产生的磁场的作用下，铁的原子磁矩排列会从混乱变成有序，从而被磁化，并产生磁场。这样磁铁和铁之间就能产生电磁力，所以磁铁可以吸铁。

而对于磁铁无法吸引的其他物质，它们的原子磁矩在磁场作用下不会从混乱变成有序，这样就无法产生磁场，所以它们无法与磁铁通过电磁力而吸引在一起。

火星一号

人们最早认识到有“磁性”就是从吸铁石能吸铁这个现象开始的。除此之外，还有一个常见现象，就是指南针（中国古代叫司南）。

地球本身可以看做是个大磁铁，地磁南极位于地理北极附近，而地磁北极位于地理南极附近。

司南（或指南针）是个小磁铁，所谓磁铁，用物理的语言说就是一个磁偶极矩（一端N，另一端为S，N-S之间有个距离），磁性的一个基本知识就是我们迄今为止还没有发现磁单极子（即单独的N，或单独的S），所有吸铁石能吸铁，和电现象里，正电荷可以吸引负电荷是不一样的。

地球本身是个大磁矩（大磁偶极矩），思南（小磁矩）放到地球表面，小磁矩会在地球这个大磁矩产生的磁场中运动。这里的关键是磁偶极矩产生的磁场是非均匀的，大致来说，越靠近磁极，磁力线越密集（磁场越强），越远离磁极，磁力线越稀疏（磁场越弱）。

一个小磁矩μ放到磁场B中的势能是：

这个公式告诉我们小磁铁首先会“顺着”磁力线的方向排列，这就是指南针的物理原理，因为小磁针顺着磁力线方向，能量最低。

其次磁矩在“非均匀”磁场中还会受力F：

这个公式意味着磁矩μ会顺着磁力线的方向受到一个指向磁场更密集方向的力。换句话说小磁针会向着附近的磁极运动。

回到磁铁会吸引铁钉这个现象，磁铁（大磁矩）有两个磁极，铁钉本身在没有外加磁场的时候并没有磁性，但当我们把铁钉放到磁场里的时候，铁钉会发生磁化，铁钉可以看做是很多磁畴的集合，每个磁畴本身可看做是个小磁矩，但这些磁矩的取向是杂乱无章的，当我们把铁钉放到外磁场里，这些磁畴有平行于外磁场排列的趋势，于是铁钉整体就具有了非零的磁矩。

被磁化，具有非零磁矩的铁钉会在磁铁产生的非均匀磁场中受力运动，被吸引向磁场更大的地方，即磁铁的磁极处。

那么铁钉的能量是从哪儿来的呢，当然是从铁钉（小磁矩）在磁铁（大磁矩）磁场中的势能来的，这个势能会转化为动能，使铁钉撞在磁铁的磁极上。

物理思维

实际上，根据人类目前科学水平，无法回答此问题，正如地球与其他星体为什么会吸引其上面的所有物质一样！这应该关系到物质微粒子的问题。有些人用什么电磁场原理来解释，其实这种解释是错误的，为什么磁铁不吸铜铝锑等金属呢？难道磁铁遇到这些物质就没电磁场了吗？随着科学的发展，人类总有一天会搞清楚这个问题。

我的想法是，既然磁铁对铁有永久性的吸引性，那可不可以将其特性运用起来，造出永动机呢？

引伸：太阳氢氦核聚变反应生成了铁，此铁具有磁性磁场，吸引着太阳系的所有行星，让各行星在既定轨道运行，不致混乱。太阳发光发热，给地球生命提供生存，让植物有光合作用，释放氧气供给动物，太阳的热使生物不致冻死。看来，地球的运转，来自太阳的磁扬作用。太阳造就了运动与生命。上帝创造了太阳，万物不能离开太阳

用户创维

答：磁铁的能量来自于磁铁本身，通过磁铁激发的磁场来传递能量，并作用于磁场中的物体。

首先，我们需要明确两个概念：

（1）磁场的本质是电磁场；

（2）电磁场是物质的一种；

既然是物质，就具有质量和动量；磁铁激发出来的电磁场，同样具有质量，该部分质量叫做“电磁质量”，用m（c）表示。

电磁场存在于磁铁或者电荷周围，与其中的物质发生相互作用，磁铁的能量正是以该方式进行传递；能量的来源，就是磁铁本身赋予的。

之所以磁铁能吸引铁块，是因为磁铁激发出来的电磁场，与铁内部电子运动形成的微观磁效应耦合，导致铁块会受到磁铁的吸引作用。

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艾伯史密斯

很抱歉，作为四个基本作用力的其中之一，磁力的产生以现在的科技仍然是无法解释的，我们只能观察其规律并加以应用。四大基本作用力分别是，引力、电磁力、强核力、弱核力。其中只有引力在爱因斯坦的广义相对论中，解释了是由于大质量天体扭曲时空所导致而产生的引力外，其他三个均无法解释。

小鱼人的翅膀

磁铁周围存在磁场，磁场是一种特殊的物质，他把磁能存储于磁场之中。而磁铁吸铁，就是因为铁中也有小磁畴，可以很容易被磁场磁化吸引。磁铁对铁的吸引力，能量来源就是磁场。

一般情况下，有磁性的物质内部存在无数的磁距，这些磁距方向杂乱无章，相互抵消，从而使物质显示不出来磁性。当通过外部磁场作用于此磁性物质时，外部磁场可以做功把磁性物质内部杂乱无章的磁距方向磁化为一致，从而使磁场叠加相互加强，最终使磁场外放。这就是磁铁的诞生过程，磁铁的磁场就存储着磁能，可以通过磁力做功，有点类似于电场。

相信大家小时候都做过磁铁的小实验，就是用磁铁在沙子里面吸一些铁碎末，然后放在一张纸上，磁铁放下面，磁铁移动小铁屑门就跟着动，很是神奇。其实，这种作用力就是通过磁场实现的。

科学探秘频道

刚学完材料物理来回答一下这个问题，都说是磁矩，可是什么是磁矩都没说清楚。

磁矩通俗一点说，一个磁性物质，要想表现出磁性要有NS极，也就是NS极整体不重合。在材料内部，有无数小磁矩，相当于无数NS不重合的小单元。如果这些NS极小单元整体没有相互抵消，就会出现磁性。

可是为什么会有NS小单元？

以铁为例，铁在没有外磁场的作用下没有磁性。铁的内部有NS小磁矩。下面是铁的电子排布式，和轨道式。可以看出铁的3d轨道上有四个单电子，而其它都是一对电子，一对电子的自旋磁动量相反，也就不表现磁性。而那四个单电子的磁动量没有电子和它相互抵消，于是原子内部产生磁矩。

在外加磁场的作用下，NS小单元会沿着磁场方向有序排列，这样的话，NS小磁矩在材料内部就N在这头，S在那头。就表现出磁性。

關鍵字: 原子 磁矩 吸铁