磁鐵放久了會失去磁性,是因為散發磁場的緣故嗎?

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     這個問題說起來雖然簡單,但是實際上也沒有那么簡單。首先是正如之前的回答者所指出的,磁鐵的磁性并沒有那么容易消除的,因此更有可能的情況是磁鐵從某個具有磁化的狀態突然受到外場的刺激或者其它力學、熱學的刺激之后導致內部結構的突然轉變。不過除了這種發生突然的變化之外,也還是存在一個熵效應,我想,或許你的背后的意思其實是想知道是否熵效應在其中起主導。對鐵磁性材料而言,但是必須強調,一般討論鐵磁性的問題時大家并不把熵的部分考慮進去的,因為鐵磁性這里面還蘊含著更長程的關聯,更強的自旋間的相互作用,因此更有可能的是磁鐵只是處在某個凍結的狀態里,而并不像液晶那樣最終由取向主導了整個相變的過程。


磁性材料有很多種不同的類型,不過既然表現出磁性,那么就說明它內部存在著某種取向的傾向性。今天我們知道這主要就是電子(有時也包括原子核)的軌道角動量、自旋角動量等等所引起的。材料被磁化后也就發生了一些奇妙的變化,直觀的看,就是有了磁性,仔細一點看,本來材料是一個無序態(各個方向都是一致的,這就是各向同性,這種情況可以想象成一個球),現在出現了一些方向性(存在著某些特殊的方向,這就是各向異性,這種情況類似于一根棍子),顯然球的對稱性比棍子的對稱性更豐富,那么磁化的過程也就是發生了對稱性的減少,平常叫做對稱破缺。


一般來說,當這種具有磁化的狀態,系統的能量會相對比較低(甚至是非常低),但是這只是問題的一個方面,不妨想想自由能的表達式:F=U-TS,我們希望自由能降低,固然考慮能量降低是很重要的,但是如果溫度逐漸升高,那么系統熵的增加也可以使得自由能降低。熵的增加,所對應的也就是微觀的狀態數的增加,也就是說,在取向上的狀態數的增加可以導致自由能的減少?傊跍囟缺容^高的時候,磁鐵可以容許有更多種的取向,這也是可能導致磁性減弱的原因之一。但這個效應對于不同的磁性材料效果是非常不同的,當磁矩之間的相互作用強度足夠強的時候(U占主導),熵的效應(TS)在其中所起到的影響其實可能會非常微弱。事實的情況也正是如此,總的來看,熵的這一部分效應在我們通常所說的常溫情況下磁鐵磁性的消失問題中,或許應當并不是主要因素。

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