magnetic名词（电磁学探究：从磁性到磁效应）

电磁学探究：从磁性到磁效应

理解磁性

在日常生活中，我们会经常使用磁铁。磁铁吸附着铁、钢等金属物体，我们称之为磁性。但是，什么是磁性呢？磁性是一种物质存在的物理现象，由于该物质内部电荷的特殊排列方式，导致磁性体在一定的磁场作用下表现出吸引或排斥其他磁性体的特性。 我们知道，在物质内部存在着电子，电子负电性很高，因此，电子运动产生的磁场也很强。而磁性体中的电子是如何运动的呢？这是因为磁性体中存在着末电子轨道。每个电子都具有磁矩，末电子轨道的电子具有较小的自旋，是整个物质的主要磁矩来源。当磁性体置于外磁场中时，磁性体内的电子将会受到作用力使得其核外电子自转方向与外磁场方向相一致，即产生了“导磁作用”（orientation effect），因而进一步导致磁性体内部自带磁畴，外磁场作用下不同定向的磁畴会发生重合或偏离，导致磁性体产生感应电磁场，形成了吸引或排斥其他磁性体的效应。也就是说，磁性体做工作，要消耗能量，维持自身的磁性状态。

电磁感应效应

磁性现象是由带电粒子运动产生的磁场导致的。反过来，磁场也会对运动的带电粒子产生力的作用，这就是电磁感应效应。发现这种现象的是英国物理学家法拉第。 电磁感应效应是指导体内部发生变化时，所带电荷在剧烈运动过程中，产生的磁场作用在周围的导体内部，也就是在导体内可以感应出 另一个电动势。这时会发生电流，所产生的电流称为感应电流。 感应电流可以利用以此原理在制造变压器、感应电动机等电器中应用，其中最著名的就是发电机原理，即通过旋转的磁石改变电磁场，产生电流从而运行其他设备。

磁效应的应用

刚刚讲到的电磁感应效应为我们创造了很多应用电磁学的机器，例如电动机和发电机。而在现代工业领域，磁效应也有着广泛的应用。这里介绍两个应用场景。 第一个场景是电子学中的磁的应用。在磁性体与导体中间形成一个薄的介质层，用一种特殊的方法制备出来的结构称为磁性阅读头。 这种结构可以处理磁介质中的信号，将其转换为传输到计算机中的数字。应用场景是磁储存介质，如硬盘、软盘等，这些存储介质与电脑硬件之间的传输过程体系就需要这样的磁性阅读头进行处理。 另一个应用场景则是磁约束聚变（MCF）。MCF是核聚变的一种形式。就解决能源问题而言，核聚变被认为是未来的能源之一。MCF和离子束聚变（ICF）是两种不同的方法。MCF对用强大的磁场来控制聚变过程，离子束聚变则使用强大的激光束。 总之，磁效应是与我们息息相关的，从日常生活中使用的磁铁，到探究电磁学原理的研究，再到现代工业领域的广泛应用，都离不开磁效应。