磁铁是如何形成的?为何能够有磁性?

Question

如题所述

Answer 1

1. 磁铁的构成材料主要包括铁、钴、镍等铁磁性元素，这些元素的原子具有磁性，并且方向一致时，磁性会相互加强。每个原子可视为一个小磁铁，称为磁畴，众多磁畴共同构成了铁磁体。
2. 关于地球磁性的形成，普遍认为白垩纪末期小行星撞击地球导致了地壳的活化，这次撞击产生了金属态氢离子，它们形成的强大磁场被磁铁矿石记录下来。
3. 在实验室中，将细铁屑放入试管，这些铁屑在没有磁性的状态下不会吸引大头针。然而，当用条形磁铁贴近试管底部并晃动时，铁屑会排列成首尾相接的链状，此时它们能够吸引大头针，表明铁屑获得了磁性。
4. 试管内的铁屑在晃动后再次变得杂乱无章，且不再吸引大头针，说明它们失去了磁性。这个实验直观地展示了磁铁产生磁性的原理。
5. 铁制物体内部的电子运动产生磁性，形成许多小磁针，即磁畴。在没有外界影响时，这些磁畴的排列是随机的，因此物体不显磁性。当外界磁铁靠近时，磁畴重新排列，物体表现出磁性。
6. 并非所有物质都能形成磁畴，因此并非所有物质都具有磁性。铁、钴、镍和某些合金可以被磁化，而像铝和铜这样的金属则不具备磁性。
7. 铁磁性物质如铁、钴、镍和铁氧体等，其内部电子自旋可以在小范围内自发排列，形成自发磁化区。这种排列使得物质磁化，显示出磁性。