大家小時(shí)候一定玩過磁鐵，肯定也發(fā)現(xiàn)過這樣的現(xiàn)象:磁鐵可以吸引鐵釘、鐵片之類的鐵制品，卻不能吸引木頭桌子或者鋁鍋，這是為什么呢?

要理解固體中的磁性，先要認(rèn)識(shí)電子的量子特性--自旋。就像電荷、質(zhì)量一樣，自旋也是微觀粒子的內(nèi)稟屬性，它并不是微觀粒子的自轉(zhuǎn)引起的，而是量子化的必然特性。電子自旋會(huì)產(chǎn)生自旋磁矩，電子繞原子核運(yùn)動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生軌道磁矩，磁矩的方向垂直于回路平面，磁矩可以看成是一個(gè)個(gè)小磁針。如果有序排列的原子磁矩大小相同并且方向相同，那么材料整體將體現(xiàn)磁性。

實(shí)驗(yàn)表明，任何物質(zhì)在外磁場(chǎng)中都或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。鐵是一種鐵磁性材料。鐵磁性材料中相鄰原子或離子的磁矩間存在一定的相互作用(限制)，會(huì)使某些區(qū)域中磁矩大致按同一個(gè)方向排列，這樣就形成了一個(gè)磁疇，磁疇內(nèi)的磁性非常強(qiáng)。材料內(nèi)部有許多這樣的磁疇，但是不同磁疇的磁矩取向是隨機(jī)的，材料整體上并不表現(xiàn)出強(qiáng)磁性。磁鐵吸引鐵的主要原因是鐵本身發(fā)生了自發(fā)磁化，并形成一個(gè)自發(fā)磁化區(qū)即磁疇。鐵磁類物質(zhì)磁化后，內(nèi)部的磁疇會(huì)整齊劃一地排列起來，使整體表現(xiàn)出磁性，從而可以被磁鐵所吸引。除了鐵以外，鈷、鎳、釓、釹等過渡金屬和稀土金屬都具有自發(fā)磁化性質(zhì)。撤去磁鐵之后，有的鐵磁材料仍可保持磁疇有序排列而保留磁性，有的則會(huì)很快消失磁性。純鐵的磁性就不容易保持，而摻入一定量的碳等雜質(zhì)鑄成的鋼磁性就很好。目前發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的永磁體是釹鐵硼材料，因其優(yōu)異的磁性而被稱為“磁王”，在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中都有著重要的應(yīng)用。

木頭內(nèi)部沒有磁疇，其原子中電子磁矩是相互抵消的，當(dāng)受到外磁場(chǎng)作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反抗外磁場(chǎng)的微小磁矩，導(dǎo)致不能被吸引。鋁則是一種順磁性物質(zhì)，未受磁場(chǎng)作用時(shí)，磁矩?zé)o序排列，加外磁場(chǎng)之后，磁矩趨向于和外磁場(chǎng)一致，但是一致性沒有鐵磁性材料強(qiáng)，所以普通磁鐵并不能吸引鋁塊。

固體材料的磁性也與材料的溫度有關(guān)。對(duì)于鐵磁材料，在一定溫度以上，原子的熱振動(dòng)過于劇烈而打亂原來一致排列的磁矩，材料會(huì)從鐵磁體過渡到順磁體，對(duì)應(yīng)的溫度點(diǎn)叫作居里點(diǎn)。家用的電飯煲就是利用了鐵磁體的居里點(diǎn)，當(dāng)鍋中米飯加熱到103℃附近時(shí)，達(dá)到了電飯煲下面的鐵磁材料的居里點(diǎn)，退磁后的磁鋼片吸引力大大降低，從而自動(dòng)斷開了加熱開關(guān)，讓電飯煲進(jìn)入保溫狀態(tài)，這樣米飯既能煮熟又不會(huì)糊掉。