大家好，今天小編給大家介紹的是關於物質磁性的知識。下面就跟著小編一起來看看吧！關於物質的磁性，我國早在戰國時期，就已經發現磁石吸鐵的現象。磁石是一種四氧化三鐵礦石。我國古代四大發明之一的指南針，即利用磁石製成。雖然物質的磁性一直引起人們的極大興趣，但一直未建立起有關磁性的理論。1820年，奧斯特發現電流的磁效應，揭示了磁和電的內在聯繫。後來，安培提出關於磁性分子電流的理論。按照這種學說，物質是由許多本來就具有磁矩的「磁性分子"構成的，而各個「分子」的磁矩則是由「分子」內部的某種「電流」引起的。
但是，安培所說的「分子」不過是構成磁性物質的一些小單位，它不同於我們今天所理解的分子，而所謂「分子電流」也只不過是宏觀電流的某種等效物，與我們今天對物質的認識相去甚遠。在本世紀二十年代以前，物質磁性的研究處於唯象階段，研究諸如磁化、去磁等現象。根據物質的磁化率及其溫度關聯，磁性可以分成三種主要的類型；抗磁性、順磁性和鐵磁性。抗磁性是物質在外磁場作用下表現出的磁化方向和外場相反的、十分微弱的磁性；磁化的強霸不隨溫度而變。
早在1846年法拉第就指出，抗磁性是物質在原子層次上所具有的力圖抵消外磁場的一種性質，就好像在外磁場作用下的線圈內，感應電流的磁場力圖抵消外磁場的變化一樣。順磁性是物質在外磁場作用下出現的磁化方向和外場相同、十分微弱的磁性，其強度隨溫度升高而降低。1905年，法國物理學家郎之萬提出了順磁性理論。他指出，順磁性是物質原子的永磁偶極子規則排列的結果。每個原子都有由一個或多個電子的軌道磁矩和自旋磁矩而產生的永磁偶極矩，在無外場時，熱運動使磁矩取向無序，在有外場時，磁矩與外場取向相同。
排列的程度與外磁場強度和熱運動有關，當溫度高時，熱運動加強，對取向排列破壞就大，所以順磁性會隨溫度升高而減少。鐵磁性是物質表現出的磁導率很大，並隨外場強度而改變的磁性。當外場加到某一強度時，會發生磁性飽和。1907年，法國物理學家外斯提出磁疇的概念，用以解釋鐵磁性。外斯認為，鐵磁物質包含許多小的區域。在沒有加外場時，這些區域就已具有磁化強度，稱為自發磁化強度，整個鐵磁物質的磁化強度是這些自發磁化強度的矢量和。這些小區域稱為磁疇。磁疇內之所以存在自發磁化強度，是由於在晶體中存在著很強的內場。
這個內場有使磁矩趨向互相平行的作用。而鐵磁物質的磁化過程，則是在外場作用下各磁疇改變體積和取向，即磁矩同磁場方向比較相近的磁時體積增加，而磁矩沿其它方向的磁疇逐漸消失，以及磁疇內的磁矩方向轉到與外場平行。當外場增加到一定程度時，所有磁疇的磁矩取向一致，這時就達到磁性飽和。居裡在其早期的工作中也對鐵磁性研究作出了貢獻。他發現，當溫度高於一定值時，鐵磁物質會完全消失鐵磁性而變為順磁性物質，這個轉變溫度叫居裡溫度，不同的物質材料有不同的居裡溫度。
磁性的微觀理論是海森伯首先提出的，1928年他把量子力學引進了外斯的鐵磁理論，依據局域化自旋交換解釋了磁性的起源。後來布洛赫等人也做出了貢獻。對磁學發展做出重大貢獻的還有法國科學家內耳，他的工作對我們認識物質磁性的亞結構及其實際應用有很大影響。1932年，內耳發現了反鐵磁性，這是由於在同一材料中有兩種不同的鐵磁亞點陣引起的，雖然它們每一個的磁性都很強，但由於它們的磁化方向相反，從整體上看，它們的鐵磁性大部分互相抵消了。1948年，內耳又發現了亞鐵磁性，並成功地解釋了這些現象，其依據是點陣中不同原子位置上的電子自旋不同。
根據這些研究結果製造的一系列磁性材料，對於電子學等工業領域的發展極為重要，尤其是對微波領域中的許多特殊應用，目前尚無其它同類器件可與之抗衡。磁學的基礎研究後來又獲得了進一步的發展，在這方面，美國物理學家安德森、範弗勒克等人作出了傑出的貢獻，他們對磁性系統做了廣泛深入的研究。此外，安德森發展了磁相互作用的超交換理論，即兩個磁性原子通過另一個非磁性原子發生相互作用的理論，對實際應用很有價值。他還將對稱破壞和集體模式的觀念應用到反鐵磁體的理論中。範弗勒克對固體磁學也作出很大的貢獻。七十年代後，非晶態磁性成為磁學研究中最活躍的前沿之一。非晶態磁性材料是原子空間位置無序而自旋取向有序的材料，如玻璃態磁性金屬。
在七十年代發現了這種非晶態磁性材料後，幾乎立刻就研究了製備方法。由於非晶態磁性材料的磁各向異性和磁滯很小，它們成為電力工業的重要材料，可用來製造變壓器等。此外，它們還具有一般非，晶態材料的優點，成本低、對汙染不敏感等等。因此，這方面的研究不僅是很有意義的基礎研究，而且有重大實用價值。看到這裡小編有話說，物質是由原子組成的，原子又是由原子核和圍繞原子核運動的電子組成。正像電流能夠產生磁場一樣，原子內部帶電粒子的運動也會產生磁矩：原子的磁性來源於原子中電子及原子核的磁矩。
但原子核的磁矩很小，與電子磁矩相比可以忽略，而電子磁矩則包含了電子軌道磁矩和電子自旋磁矩。在很多磁性材料中，電子自旋磁矩要比電子軌道磁矩大得多。這是因為在晶體中，電子的軌道磁矩要受晶格場的作用，不能形成一個聯合磁矩，所以對外不顯示磁矩，這就是一般所謂的軌道動量矩和軌道磁矩的猝滅或凍結。所以很多固態物質的磁性主要不是由電子軌道磁矩引起的，而來源於電子自旋磁矩。這下你們明白了嗎？好了，今天小編就給大家介紹到這裡，如果你也有好的想法，不妨在下方評論區內給我留言吧！