固體中的磁性

抗磁性

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把一塊磁鐵靠近幾乎任何東西——水、木頭、一片蘋果、你自己的手指——它都會極其輕微地朝反方向推一下。這種隱約的抗拒,也就是普通物質傾向於被磁場推開、而非吸過去,就是抗磁性。它弱到沒有靈敏儀器你根本察覺不到。

機制是這樣的。當磁場打開時,它會擾動每個原子裡繞行的電子,電子則恰好以抵抗這一變化的方式調整自己的運動。這就產生一份極小的、指向與磁場相反的感生磁矩。這個效應在所有材料裡都存在,因為每個原子都有繞行的電子;只不過,一旦原子本身還帶有更強的固有磁矩,它就會被蓋過去。

抗磁性之所以重要,是因為它是唯一真正普遍的磁響應——藏在其它一切之下的那條安靜基線。常見的誤解是以為「無磁」材料完全沒有任何磁行為。事實上它們都帶微弱的抗磁性,而只要磁場足夠強,就能利用它讓水滴懸浮,甚至讓一隻活青蛙漂浮起來——靠它自身那點微弱的被推開之力,毫髮無傷。

1997 年,物理學家用一塊強力磁鐵把一隻活青蛙懸在了半空。青蛙主要是水,水具有抗磁性,足夠強的磁場把每個水分子都推開,推力恰好抵消重力。

抗磁懸浮:青蛙體內的水被磁場輕輕推開,把它托在空中。

抗磁性是唯一一種逆著磁場、而非順著磁場的磁響應。超導體實際上就是一個完美的抗磁體——它把磁場徹底排出去——但那源於另一種遠為強大的機制,與這裡說的那點微弱的普通抗磁性不同。

又稱
抗磁性