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磁铁放久了会不会消磁?是什么原因?

发布时间:2015-12-14 阅读:8426


这个问题说起来虽然简单,但是实际上也没有那么简单。首先是正如之前的回答者所指出的,磁铁的磁性并没有那么容易消除的,因此更有可能的情况是磁铁从某个具有磁化的状态突然受到外场的刺激或者其它力学、热学的刺激之后导致内部结构的突然转变。不过除了这种发生突然的变化之外,也还是存在一个熵效应,我想,或许你的背后的意思其实是想知道是否熵效应在其中起主导。对铁磁性材料而言,但是必须强调,一般讨论铁磁性的问题时大家并不把熵的部分考虑进去的,因为铁磁性这里面还蕴含着更长程的关联,更强的自旋间的相互作用,因此更有可能的是磁铁只是处在某个冻结的状态里,而并不像液晶那样最终由取向主导了整个相变的过程。

磁性材料有很多种不同的类型,不过既然表现出磁性,那么就说明它内部存在着某种取向的倾向性。今天我们知道这主要就是电子(有时也包括原子核)的轨道角动量、自旋角动量等等所引起的。材料被磁化后也就发生了一些奇妙的变化,直观的看,就是有了磁性,仔细一点看,本来材料是一个无序态(各个方向都是一致的,这就是各向同性,这种情况可以想象成一个球),现在出现了一些方向性(存在着某些特殊的方向,这就是各向异性,这种情况类似于一根棍子),显然球的对称性比棍子的对称性更丰富,那么磁化的过程也就是发生了对称性的减少,平常叫做对称破缺。

一般来说,当这种具有磁化的状态,系统的能量会相对比较低(甚至是非常低),但是这只是问题的一个方面,不妨想想自由能的表达式:F=U-TS,我们希望自由能降低,固然考虑能量降低是很重要的,但是如果温度逐渐升高,那么系统熵的增加也可以使得自由能降低。熵的增加,所对应的也就是微观的状态数的增加,也就是说,在取向上的状态数的增加可以导致自由能的减少。总之在温度比较高的时候,磁铁可以容许有更多种的取向,这也是可能导致磁性减弱的原因之一。但这个效应对于不同的磁性材料效果是非常不同的,当磁矩之间的相互作用强度足够强的时候(U占主导),熵的效应(TS)在其中所起到的影响其实可能会非常微弱。事实的情况也正是如此,总的来看,熵的这一部分效应在我们通常所说的常温情况下磁铁磁性的消失问题中,或许应当并不是主要因素。