磁鐵之間為什麼會相互吸引和排斥，其中的科學原理是什麼？

2020-10-18 艾伯史密斯

磁力的本質是電磁力，在磁性物質內部存在微小的磁疇，磁疇在外界磁場的作用下會把磁極統一朝著一個方向，當撤去外部磁場時部分磁性物質的磁疇無法恢復原樣，於是就對外顯現磁性，成為一塊永久磁鐵，滿足同性相斥和異性相吸的原則。

磁力

在電磁學當中，電和磁是統一的，電生磁，磁也能生電，可以由麥克斯韋方程組來描述，電磁力是自然界的四大基本力之一，電荷具有同性相斥、異性相吸的原則。對於運動電荷產生的磁場，也具有同性相斥、異性相吸的性質。

磁鐵

磁鐵可以產生磁場，部分含有鐵、鈷、鎳等金屬可以形成永久磁鐵，這是因為在這些金屬當中，其原子排列具有特殊的結構，相鄰原子因為電子自旋產生強烈的相互作用，然後形成微小的磁疇，每個磁疇內電子的自旋磁矩自發朝著一個方向，因此磁疇對外具有很強的磁性。

對於鐵原子來說，每個磁疇內含有大約10^20個鐵原子，尺度在微米至毫米級別，如果外界沒有磁場，磁性物質內的磁疇排列方向就是無序的，整體對外不顯磁性；一旦施加外界磁場，這些磁疇在磁場作用下就會統一朝著一個方向，整體對外顯磁性，就能被磁鐵吸引。

對於一些磁性物質，在外部磁場撤去之後，內部的部分磁疇無法完全恢復原樣，於是整體對外還顯現出磁性，也就是我們說的被磁化了，形成了永久磁鐵，具有S極和N極。

如果把永久磁鐵掰成兩塊，對於每小塊來說，其內部都有一定數量的磁極，於是兩個小塊還是具有S極和N極，同樣具有磁性，只是磁性相對於原來要小一些而已。

如果把永久磁鐵進行加熱，內部原子的不規則運動將會加劇，當加熱到一定程度後，原子的熱運動將會使原子脫離相鄰原子的束縛作用，於是磁疇中的原子方向將會被打亂，永久磁鐵也就失去了磁性，這個臨界溫度被稱作居裡點，不同磁性物質的居裡點是不一樣的。

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