磁铁具有吸引铁磁性物质(如铁、镍、钴等金属)的特性，主要应用在传统工业、医学、天文领域、军事领域。磁铁能够产生磁场，最早的“指南针”就是利用磁铁制作的，对人类发展具有非常重要的意义。
磁铁的成分是铁、钴、镍等原子，其原子的内部结构比较特殊，本身就具有磁矩，能够产生磁场。
磁铁可分为“永久磁铁”与“非永久磁铁”，永久磁铁又称天然磁石，也可以由人工制造，非永久性磁铁只有在某些条件下才会出现磁性，通常是以电磁铁的形式产生。
地球也是一个大磁体，它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方，地球表面的磁体可以自由转动时，就会因磁体同性相斥、异性相吸的性质指示南北。
不起眼的磁铁 还有这功能？
生活中，磁铁的一大功能就是吸铁，它广泛存在于我们的生产、生活当中，大到交通运输、工业生产，小到家用电器、儿童玩具，甚至在一些生物体内，我们都不难找到这种神奇物质的身影。比如：箱包的搭扣、报警器、电度表、核磁共振仪等等。那么，磁铁的磁性是从哪里来的呢？磁铁除了吸铁还有没有其它功能呢？下面就跟随小编详细了解一下磁铁家族吧。
1820，丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效果，一根导线通电后，它周围的小磁针发生了偏转，这是因为通电直导线能产生以电流为中心的环形磁场；如果把直导线改成环形，那么，它产生磁场的形状就非常类似于一个圆柱形的小磁铁。所以，一个电流环也可以看成是一个小磁铁。
我们知道物质是由原子组成的，而原子是由带正电的原子核以绕核高速运动的电子组成，带负电核的电子做轨道运动就会产生电流环，从而激发磁场，然而宏观物体也是由大量原子组成的，每个原子又往往包含多个电子，这样大量电子做轨道运动所产生的磁场就会相互抵消，所以，我们看到的大部分物质是不显示磁性的。而在磁性物质内部，这些电流环并未完全互相抵消，所以我们就可以假设，磁性物质的内部一些环形电流，这就是安培分子电流假说。
为了验证这一假说，我们把一个未磁化的铁质物质悬挂在一根细丝上，此时物体内部的电流环方向是随机的，所以整体并不显示磁性，如果这时在垂直方向给物质施加一个均匀磁场，则物体内部的电流环会偏转向外磁场的方向，由于电流环是电子做轨道运动所产生的，当物体内部大量电子朝一个方向做圆周运动时，为保证整体的角动量守恒，物体就会沿电子运动的相反方向转动。
这就像一个手拿转轮并站在转台上的人，转轮好比电流环，当他开始沿一个方向转动时，为了保持人与转轮这个整体的角动量守恒，手握转轮的人会沿相反的方向转动。
我们用实验来验证磁性物质的这一效应。
我们把一个铁质小球悬挂在环形线圈的中心位置，上面的指针用来指示小球的转动方向，当电流通过线圈就会在小球所处的中心位置产生一个垂直向上的磁场，如果铁球内部真的存在环形电流，那么，铁球被外磁场磁化后会逆时针转动，事实是否真如理论所预言的呢？
我们通过改变电流的方向，让外磁场垂直向下，我们发现，铁球的旋转方向也随之改变了，这就是爱因斯坦-德哈斯效应。
《神奇的磁性》获“2017年微视频大赛”入围奖。大赛由北京市科学技术委员会支持，科普北京将陆续展播获奖作品。
《神奇的磁性》视频网址：https://v.qq.com/x/page/e0743scuoh6.html?start=8
— END —
版 权 声 明
本文由“科普北京”原创，资料来源于北京市科委，欲转载请关注账号后直接回复“转载”，按照要求转载即视为获得授权。
