磁铁的磁力为什么不会消失？磁力的能量到底来自哪里？

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要弄明白这个问题，首先需要明白电和磁之间的关系。

电和磁的关系就像一枚硬币的两个面一样，两者是一体的，可以理解为一体两面，磁和电之间能相互转换，在初中物理课上我们都学到过这一点。

这也是电磁场这个概念的由来。当我们用通电的线圈切割磁场的时候，就会产生电流。产生电流的能量其实是机械能转化来的。不过并不是所有机械能都能转化为电能，比如说你拿着一根木棍切割磁场，肯定产生不了电流。

这里来个友情提示，每个人在家里都可以做这样一个简单的小实验，亲身体验一下电生磁的过程。

把一根导线缠在一个钉子或木棍上，电线两端分别连在电池的正负极，我们就会发现磁场就这样产生了。为什么会产生磁场？

因为有电流就有磁场，早在几百年前法拉第就证明了这点，准确来讲是运动的电荷产生磁场，而电池产生的电流通过导线一直在运动当中。

明白了电和磁之间的关系，就能更好地理解磁铁的磁性到底是如何产生的，下面来具体讲述一下。

首先，我们需要从微观世界说起。万物都是由原子构成的，而原子又是由原子核和核外电子构成。

相当长一段时间，人们认为电子围绕原子核运行，就像地球围绕太阳运行那样，其实并不是那样的，电子与原子核的关系，与地球和太阳的关系一点也不像。

但这并不重要，因为磁性的产生也并非因为电子的运动，磁性的源泉在于电子的自旋。

自旋的电子就像一个通电线圈一样，会持续不断产生磁性，只要自旋不停止，磁性就会一直存在。

那么电子为什么会自旋呢？自旋的能量到底来自哪里呢？

追根溯源，最终的答案就是宇宙大爆炸了。可以这么理解，自旋是电子的基本属性，与万物都有惯性本质上大同小异。

但是还有一个问题，既然电子的自旋会产生磁性，为什么只有铁等物体可以表现出磁性，其他物体就没有呢？

世界上大多数物体都很难表现出磁性，为什么？因为绝大多数物质中的电子都是成对出现的，成对出现意味着电子的自旋方向必须相反！

为什么必须相反呢？我们需要了解泡利不相容原理，根据这个原理，两个或多个费米子，也就是基本粒子不能拥有相同的量子态。这就意味着当一个电子的自旋方向向上时，另一个电子的自旋方向必须向下。

既然电子的自旋方向相反，电子数量又是成对出现的，那么电子产生的磁性最终就会抵消为零，也就不会表现出磁性。

那么为什么铁如此特殊？为何铁能成为磁铁呢？

因为铁原子拥有四个不成对的电子，由于电子不成对，它们产生的磁场就不会抵消为零，结果就会产生磁场，铁也会成为磁铁。

也就是说，其实每一个铁原子就相当于一个微小的磁铁，只不过通常情况下，铁原子的排列方式完全是无序的，从概率上来讲，微小的磁铁产生的磁性最终会全部抵消，即使没有完全抵消，表现出来的磁性也微乎其微，完全可以忽略不计。

这也是为什么普通的铁不会表现出磁性，但如果铁被磁化之后，就拥有了磁性，称为磁铁。

如何磁化？很简单，把一块铁放到磁场中，一段时间之后，混乱的铁原子就会变得有序起来，而有序的铁原子表现出来的磁性就不会抵消，结果表现出来磁性，就会成为磁铁。

当然，如果磁铁一旦受热，表现出来的磁性也可能会消失，为什么呢？

因为一旦受热之后，铁原子的运动会加快，这种情况下就可能破坏原有的有序排列方式，让铁原子这种微小磁铁的方向变得混乱，于是磁性再次抵消，磁铁就变成一块普通的铁了。

所以说，通常情况下，一块磁铁的磁性是永远不会消失的，一般情况下普通家庭里的磁铁都不会遭遇高温环境，除非我们刻意用火烤磁铁，否则磁铁的磁性会一直存在。

总之，磁铁的磁性本质上还是来自电能，电子具有电荷，自旋的过程就相当于通电的电流，会产生磁性。

电子为什么会自旋？只能说从宇宙诞生开始就自旋了，是电子的基本属性，大部分基本属性是无所谓原因的，我们也找不到原因！

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