我们都知道磁铁能吸铁，但你有没有想过，这股看不见摸不着的“引力”究竟是怎么来的？为什么它偏偏只对铁情有独钟，却对木头、塑料不屑一顾？
揭秘“磁力”源头：每个原子里都住着一个“旋转小陀螺”
每个物质的原子里，都有一群时刻在自转的电子，就像一个个永不停歇的微型小陀螺。神奇的是，这些“小陀螺”在旋转的时候，会产生一个微小的磁场，称为“磁矩”。
物质电子磁矩示意图
非磁性材料内部磁矩排列示意图
在大多数物质里，比如木头、塑料、铜、铝、水，这些小陀螺（磁矩）的朝向是杂乱无章、东倒西歪的，就像一群自由散漫的游客，整体上磁性相互抵消，所以对外不显磁性。
但在磁铁内部，情况就大不一样了。这些小陀螺们像是经过严格训练的士兵，会朝着同一个方向整齐列队，使得无数个微小的磁矩力量叠加起来，形成了一个宏观上强大的、能影响外界的磁场。这就是磁铁“天生神力”的源泉。
永磁材料内部磁矩排列示意图
磁场：看不见的“无形之手”
于是，现在我们有了一块内部团结一致的磁铁，它会向周围空间释放一种看不见的能量场，这就是“磁场”。
当一枚铁钉，进入到磁铁的磁场范围内，磁铁的“无形之手”就会伸过去，对铁钉内部那些原本杂乱无章的小陀螺们发号施令：“全体注意，向我看齐！”，这些小陀螺的磁矩方向马上就会和外部磁场保持一致，这个过程叫做“磁化”。
磁铁的磁力线磁化铁示意图
被磁化后的铁钉，自己也会变成了“小磁铁”，有了自己的N极和S极，它被磁化的那一端会与磁铁的磁极相互吸引，于是，铁钉就被吸过去了！
铁元素的“特殊体质”：一拍即合的铁磁性
为什么这只“无形之手”只对铁、钴、镍这些家伙发号施令，对铜、铝却没用呢？
这就涉及到材料自身的问题了。铁、钴、镍以及我们现在最常用的钕铁硼（NdFeB）这类材料，我们称之为“铁磁性材料”。它们的内部的小陀螺们天生就很容易“听指挥”，也就是很容易被磁化。
而像铜、铝这些“非铁磁性材料”，内部的小陀螺们天生“性格固执”，任凭你外部磁场再强大，它们也无动于衷，不肯排队，自然也就无法被磁铁吸引了。
这就是磁铁能吸铁的全部秘密：磁铁先用自己的磁场把铁磁化，让铁也变成磁铁，然后再把它吸过来。
想更深入了解磁铁的性能或如何选择合适的磁铁吗？可以参考[永磁材料选择指南]
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发布时间: 25-07-16