固体中的磁性

磁滞

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把一枚新回形针弯一下再松手:它会弹回去。使劲弯,它就保持弯着——它记住了。磁铁的行为也一样。磁铁对磁场的响应,不仅取决于此刻的磁场,还取决于它经历过什么。这种滞后,这种对过往磁场的记忆,就是磁滞。

把铁磁体的磁化对所加磁场画出来,你得到的不是一条线——而是一个回线。把磁场加大,磁化随之上升并饱和;把磁场退回零,仍有一部分磁化顽固地留着。要抹掉它,你得把磁场推向反方向。让磁场来来回回地走,就描出一个闭合回线,回线围成的面积,正是每个循环以热的形式损耗的能量。这种滞后之所以存在,是因为畴壁会被缺陷钩住,无法自由地滑回去。

磁滞之所以重要,是因为它可以被设计,而这一选择主宰着技术。又宽又胖的回线意味着一块顽固的“硬”磁体,能守住记忆——正适合冰箱贴和硬盘的比特位。瘦窄的回线意味着一块“软”磁体,瞬间就忘、几乎不浪费热——正适合每秒翻转上百万次的变压器和电机铁芯。常见的误解是把磁滞当成缺陷;它恰恰是让磁铁能够储存信息的那个根本性质。

一盘旧磁带或一块硬盘,把每个比特存为一小片被磁化成这一向或那一向的区域。它无需供电就能保存,恰恰靠的是磁滞:一旦被磁化,这片区域就守住自己的方向,直到一个足够强的写入磁场刻意把它翻转。

磁性数据存储依赖磁滞:每个比特无需供电就守住方向,直到被重写。

“磁滞”这个词所对应的“滞后”现象并不专属于磁性——任何状态落后于其成因的系统都可叫滞后,从被拉伸的橡皮筋到恒温器皆然。磁铁不过是它最为人熟悉的例子。

又称
magnetic hysteresis磁滞现象