固体中的磁性
顺磁性
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想象一屋子小指南针,每根都能自由摆动,却又不停被一群闹哄哄的人推搡。附近没有磁铁时,它们指向随机,平均下来等于零。打开一个磁场,它们便开始隐隐地偏爱顺着磁场排齐——一种温和而乐意的吸引。这种轻微的配合就是顺磁性。
它出现在那些每个原子都带有未被抵消的剩余磁矩的材料里。无外场时,热运动让这些磁矩不停地翻滚乱转。加上磁场后,磁场把它们往对齐的方向拉,但热扰动一直在反抗,所以任一瞬间只有一小部分排齐——材料因而被微弱地吸入磁场。关键在于,温度越低,扰动越少,对齐就越强。
顺磁性之所以重要,是因为它是“完全没有磁矩”与“真正的磁铁”之间的踏脚石:同样这些原子小针,只要它们彼此能达成一致,就会构成一块永磁体。常见的混淆是以为顺磁体“有磁性”。在任何有用的意义上它们都没有——撤去磁场,对齐立刻消失,什么也不留下。
把液氧倒进一块强磁铁的两极之间,它会贴住磁极、像被一只无形的手托住,在缝隙间架起一汪淡蓝色的水洼。氧分子各自带有磁矩,所以这冰冷的液体是顺磁的,会被拉进磁场里。
液氧具有顺磁性——会明显被磁铁吸引,与大多数液体不同。
顺磁性(被磁场吸引)和抗磁性(被推开)在同一个原子里同时存在;只有当剩余磁矩大到足以压过那永远存在的抗磁背景时,你才会看到顺磁性。
又称
另见