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从原子角度分析磁场的磁性来源

来源:www.lqzc888.com 作者:奥门金沙堵场官方网站-奥门金沙网址 时间:2013-12-26 16:20:16

物质的磁性来自构成物质的原子,原子的磁性又主要来自原子中的电子。那么电子的磁性又是怎样的呢?从科学研究已经知道,原子中电子的磁性有两个来源。一个来源是电子本身具有自旋,因而能产生自旋磁性,称为自旋磁矩;另一个来源是原子中电子绕原子核作轨道运动时也能产生轨道磁性,称为轨道磁性。

我们知道,物质是由原子组成的,而原子又是由原子核和位于原子核外的电子组成的。原子核好象太阳,而核外电子就仿佛是围绕太阳运转的行星。另外,电子除了绕着原子核公转以外,自己还有自转(叫做自旋),跟地球的情况差不多。一个原子就象一个小小的“太阳系”。另外,如果一个原子的核外电子数量多,那么电子会分层,每一层有不同数量的电子。第一层为1s,第二层有两个亚层2s和2p,第三层有三个亚层3s、3p和3d,依此类推。如果不分层,这么多的电子混乱地绕原子核公转,是不是要撞到一起呢?
在原子中,核外电子带有负电荷,是一种带电粒子。电子的自转会使电子本身具有磁性,成为一个小小的磁铁,具有N极和S极。也就是说,电子就好象很多小小的磁铁绕原子核在旋转。这种情况实际上类似于电流产生磁场的情况。
既然电子的自转会使它成为小磁铁,那么原子乃至整个物体会不会就自然而然地也成为一个磁铁了呢?当然不是。如果是的话,岂不是所有的物质都有磁性了?

为什么只有少数物质(像铁、钴、镍等)才具有磁性呢?实际上原子中电子产生的磁矩分为三种情况:由于电子的自转方向总共有上下两种,且自转方向相反的电子产生的磁极能够相互抵消。第一种情况是在一些数物质中,具有向上自转和向下自转的电子数目一样多,如图8所示,它们产生的磁极完全互相抵消,整个原子,以至于整个物体对外没有磁性。第二种情况是自转方向不同的电子数目不同,虽然这些电子所产生磁矩不能相互抵消,导致整个原子具有一定的总磁矩。


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