固体中的磁性

抗磁性

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把一块磁铁靠近几乎任何东西——水、木头、一片苹果、你自己的手指——它都会极其轻微地朝反方向推一下。这种隐约的抗拒,也就是普通物质倾向于被磁场推开、而非吸过去,就是抗磁性。它弱到没有灵敏仪器你根本察觉不到。

机制是这样的。当磁场打开时,它会扰动每个原子里绕行的电子,电子则恰好以抵抗这一变化的方式调整自己的运动。这就产生一份极小的、指向与磁场相反的感生磁矩。这个效应在所有材料里都存在,因为每个原子都有绕行的电子;只不过,一旦原子本身还带有更强的固有磁矩,它就会被盖过去。

抗磁性之所以重要,是因为它是唯一真正普遍的磁响应——藏在其它一切之下的那条安静基线。常见的误解是以为“无磁”材料完全没有任何磁行为。事实上它们都带微弱的抗磁性,而只要磁场足够强,就能利用它让水滴悬浮,甚至让一只活青蛙漂浮起来——靠它自身那点微弱的被推开之力,毫发无伤。

1997 年,物理学家用一块强力磁铁把一只活青蛙悬在了半空。青蛙主要是水,水具有抗磁性,足够强的磁场把每个水分子都推开,推力恰好抵消重力。

抗磁悬浮:青蛙体内的水被磁场轻轻推开,把它托在空中。

抗磁性是唯一一种逆着磁场、而非顺着磁场的磁响应。超导体实际上就是一个完美的抗磁体——它把磁场彻底排出去——但那源于另一种远为强大的机制,与这里说的那点微弱的普通抗磁性不同。

又称
抗磁性