磁铁的磁力为什么不会消失？它的能量到底来自哪里？

打工人 · 昨天 19:14

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要想搞清楚这种问题，就需要明白一点：电和磁其实是一体的，是一回事，就像质量和能量之间的关系一样。
通俗理解，电能产生磁，磁也还能产生电，两者就像一枚硬币的两个面一样，关系非常密切。这也是为什么会有电磁场的概念。

发电机（马达）里面都有很大的一块磁铁，这样当里面的电线切割磁场时就会产生电。
产生的电能其实就是机械能转化来的，能量是守恒的。但前提必须是带磁性的物体才行，拿一个木棍在磁场中运动肯定不会有电流产生。反过来，当有电流在电线圈内运动时，也会产生磁场。

明白了这点，才能更好地理解磁铁的磁场到底来自哪里，还有能量的问题。

首先，我们需要从微观领域去理解。原子模型中，电子在原子核外运动，很多人理解为就像地球围绕太阳运动那样，其实这种理解是不严谨的，之所以很多示意图中会把原子结构比作太阳系结构，目的就是为了更通俗地理解原子结构，其实并不严谨。
其实磁场的根源在于电子的自旋，电子带电，自旋的时候就会产生磁性，这才是磁铁带有磁性的根本所在。

所以，只要电子不停止自旋，磁铁的磁性就会一直存在。
有人肯定会接着问：电子为何会自旋？或者说电子自旋的能量来自哪里？
只能给你一个“不讲理”的回答了：自旋是电子的内在秉性，基本属性，或者说在宇宙大爆炸的一瞬间就决定了电子具有自旋属性。
更突出的问题不在于电子为何有自旋，而在于“物质都有电子，为何别的物体没有磁性呢？”
还有就是，磁铁的磁性也不是永久的，在被加热后会失去磁场，冷却后又会恢复磁性，为何会这样？

虽然万物之中都有电子，但大多数物质并没有表现出磁性，只有少数物质具有磁性。因为在大多数物体中，电子都是成对出现的。在量子学领域，存在着“泡利不相容原理”，说白了成对出现的电子自旋方向必须相反。
自旋方向相反，产生的磁性就会抵消为零，如此一来，大多数物体就不会表现出磁性。
我们经常看到的磁铁是一个特例，因为铁有四个电子是不成对出现的，如此一来这些电子就会形成磁场。
简单讲，每个铁原子都是一个小磁铁。不过这小小磁铁的排列通常都很混乱，结果就是铁的磁场相互抵消，所以普通的铁是没有磁性的。
但是在经过磁化之后，就具有磁性了。
比如说，把一块铁放置在磁场中，一段时间过后，之前混乱排列的小磁铁就会变得有规律，形成磁场。而且即使撤掉磁场之后，铁的磁性仍旧能保留下来，这就是磁铁。
之所以加热可能会导致磁铁磁性消失，原因也很简单，因为磁铁受热之后，会导致原子加速振动，这就破坏了原有的有序排列，让小磁铁的方向变得混乱，如此一来磁性就消失了！

磁铁的磁力为什么不会消失？它的能量到底来自哪里？

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