磁 （吸引铁、钴、镍等金属的性能）

汉字释义

磁 #cí

【释义】某些物质能吸引铁、镍等金属的性能：磁铁|磁场|磁力。

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磁 <名>

(形声。从石，兹声。本义：磁石。也指磁性)

同本义。也为石名，即磁石，俗称吸铁石

瓷的俗字。指瓷器

地名

磁 <形>

紧密

古籍解释

康熙字典

《广韵》疾之切《集韵》《韵会》墙之切《正韵》才资切，音慈。本作礠。省从兹。《说文》石名。可以引针。《本草》山之阳产铁者，隂必有礠石，盖二物同气也。《文选·曹植矫志诗》磁石引铁，於今不连。《水经注》镐水，北经汉灵台西，又经磁石门西，门在阿房前。

又《韵会》州名。古邯郸地，隋置礠州，唐改惠州，寻复为磁。《前汉·艺文志》作慈。

种类

磁铁的种类很多，一般分为硬〈永〉磁体(磁性保持较长或永久时间）和软磁体（较短时间内有磁性）两大类，我们所说的磁铁，一般都是指永磁磁铁。永磁磁铁又分二大分类：

第一大类是：金属合金磁铁包括钕铁硼磁铁(

怎样表示物质磁性的强弱呢？为什么吸铁石并没有接触钢铁就可以吸引它？在一块硬纸板的下面放两块磁铁，并且让它们的S极相对。纸板上面撒一些细的铁粉末。看会发生什么现象？铁的粉末会自动排列起来，形成一串串曲线的样子。其中，N极和S极之间的曲线是连续的，也就是说曲线从N极直至S极。而S极和S极之间的曲线互相排斥，不能融合和贯穿。这种现象说明，磁铁的磁极之间存在某种联系。因此，我们可以假想，在磁极之间存在着一种曲线，它代表着磁极之间相互作用的强弱。这种假想的曲线称为磁力（感）线，并规定磁力线从N极出发，最终进入S极。这样，只要有磁极存在，它就向空间不断地发出磁力（感）线，而且离磁极近的地方磁力线密，而远处磁力（感）线稀疏。铁粉末的排列形状就是磁力线的走向。

有了磁力（感）线，我们就可以很方便地描述磁铁之间的相互作用。但是必须明白，磁力（感）线是我们为了理解方便而假想的，实际上并不存在。在磁极周围的空间中真正存在的不是磁力（感）线，而是一种场，我们称之为磁场。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道，物质之间存在万有引力，它是一种引力场。磁场与之类似，是一种布满磁极周围空间的场。磁场的强弱可以用假想的磁力（感）线数量来表示，磁力（感）线密的地方磁场强，磁力（感）线疏的地方磁场弱。单位截面上穿过的磁力（感）线数目称为磁通量密度。

在磁体外部，磁力（感）线方向由N极出发进入S极，磁体内部磁力（感）线由S极出发进入N极。

磁场

对放入其中的其他磁体产生磁力（吸引和排斥）作用的区域（一般所称的「场」指的是空间中的一个区域。）

注：1.磁场是有方向的

2.磁场方向：物理学规定自由转动的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。

运动的带电粒子在磁场中会受到一种称为洛仑兹（Lorentz)力作用。由同样带电粒子在不同磁场中所受到洛仑兹力的大小来确定磁场强度的高低。图6是测量脉冲强磁场的磁通密度的特斯拉磁强计，简称特斯拉计。特斯拉是磁通密度的国际单位制单位。磁通密度是描述磁场的基本物理量，而磁场强度是描述磁场的辅助量。特斯拉（Tesla，N)(1856~1943)是克罗地亚裔美国电机工程师，曾发明变压器和交流电动机。

物质的磁性不但是普遍存在的，而且是多种多样的，并因此得到广泛的研究和应用。近自我们的身体和周边的物质，远至各种星体和星际中的物质，微观世界的原子、原子核和基本粒子，宏观世界的各种材料，都具有这样或那样的磁性。

世界上的物质究竟有多少种磁性呢？一般说来，物质的磁性可以分为弱磁性和强磁性，再根据磁性的不同特点，弱磁性又分为抗磁性、顺磁性和反铁磁性，强磁性又分为铁磁性和亚铁磁性。这些都是宏观物质的原子中的电子产生的磁性，原子中的原子核也具有磁性，称为核磁性。但是核磁性只有电子磁性的约千分之一或更低，故一般讲物质磁性和原子磁性都主要考虑原子中的电子磁性。原子核的磁性很低是由于原子核的质量远高于电子的质量，而且原子核磁性在一定条件下仍有着重要的应用，例如现在医学上应用的核磁共振成像（也常称磁共振CT，CT是计算机化层析成像的英文名词的缩写），便是应用氢原子核的磁性。

磁性来源

物质的磁性来自构成物质的原子，原子的磁性又主要来自原子中的电子。那么电子的磁性又是怎样的呢？从科学研究已经知道，原子中电子的磁性有两个来源。一个来源是电子本身具有自旋，因而能产生自旋磁性，称为自旋磁矩；另一个来源是原子中电子绕原子核作轨道运动时也能产生轨道磁性，称为轨道磁性。我们知道，物质是由原子组成的，而原子又是由原子核和位于原子核外的电子组成的。原子核好象太阳，而核外电子就仿佛是围绕太阳运转的行星。另外，电子除了绕着原子核公转以外，自己还有自转（叫做自旋），跟地球的情况差不多。一个原子就像一个小小的“太阳系”。另外，如果一个原子的核外电子数量多，那么电子会分层，每一层有不同数量的电子。第一层为1s，第二层有两个亚层2s和2p，第三层有三个亚层3s、3p和3d，依此类推。如果不分层，这么多的电子混乱地绕原子核公转，是不是要撞到一起呢？

在原子中，核外电子带有负电荷，是一种带电粒子。电子的自转会使电子本身具有磁性，成为一个小小的磁 体，具有N极和S极。也就是说，电子就好像很多小小的磁体绕原子核在旋转。这种情况实际上类似于电流产生磁场的情况。

虽然电子的自转会使它成为小磁体，但是绝大多数的物质都没有有磁性，只有像铁、钴、镍这样的少数物质才具有磁性呢。他的原因就在于实际上原子中电子产生的磁矩分为三种情况：由于电子的自转方向总共有上下两种，且自转方向相反的电子产生的磁极能够相互抵消。1.在一些大多数物质中，具有向上自转和向下自转的电子数目一样多，它们产生的磁极完全互相抵消，整个原子，以至于整个物体对外没有磁性。2.自转方向不同的电子数目不同，虽然这些电子所产生磁矩不能相互抵消，导致整个原子具有一定的总磁矩。但是这些原子磁矩之间没有相互作用，它们是混乱排列的，所以整个物体没有强磁性。3.少数如铁、钴、镍的物质，它们的原子内部电子在不同自转方向上的数量不一样，这样，在自转相反的电子磁极互相抵消以后，还剩余一部分电子的磁矩没有被抵消。这样，整个原子具有总的磁矩。同时，由于一种被称为“交换作用”的机理，这些原子磁矩之间被整齐地排列起来，整个物体也就有了磁性。当剩余的电子数量不同时，物体显示的磁性强弱也不同。例如，铁的原子中没有被抵消的电子磁极数最多，原子的总剩余磁性最强。而镍原子中自转没有被抵消的电子数量很少，所以它的磁性比较弱。

地球磁场

地球的磁性，是地球内部的物理性质之一。地球是一个大磁体，在其周围形成磁场，即表现出磁力作用的空间，称作地磁场。它和一个置于地心的磁偶极子的磁场很近似，这是地磁场的最基本特性。地球磁场的磁极和地理上的南北极方向正相反，而且和地球南北极并不重合，两者之间有一个11度左右的夹角，叫磁偏角。此外地球磁场的磁极位置不是固定的，它有一个周期性变化...地磁场强度很弱，这是地磁场的另一特性，在最强的两极其强度不到

电磁场

静止的电荷会产生静电场；静止的磁偶极子会产生静磁场。运动的电荷被称为电流，会产生电场和磁场。

所谓的电磁场是电场与磁场的统称。在固定（静）电荷和电偶极化物质的四周会建立电场，当身体靠近电视或电脑荧幕前，会感受到毛发竖立。就是因为（静）电场存在；磁场则源于电荷的移动，电流量愈大，磁场愈强。磁场强度的单位是A/m。而我们一般讲的磁场其实指的是磁感应强度，单位是T/Tesla或G/GAUSS(1T=10000G)。

一般所称的“场”指的是空间中的一个区域，进入的物体都会感受到力的作用。例如我们生活在地球的重力场中，也生活在地磁的磁场中，闪电时我们更笼罩在强大的电场中。

◎电场：我们生活中常常会发现电场的存在，例如冬季脱毛衣发生的爆裂声、接触门把手的触电感觉，这些都是因摩擦而产生的静电现象。在电力的使用中，只要有电压存在，电线或电器设备周围就会有电场。电场一般是以千伏/米（

◎磁场：将磁铁置于纸板下，洒铁粉在纸板上，就会发现北极与南极间产生相连的几圈条纹，这就是磁场。在电力使用中，只要有电流通过，导线的周围就会产生磁场，磁场的单位是以特斯拉（T)或高斯（G)或毫高斯（mG)表示。

回旋共振

物质的抗磁性是一些物质的原子中电子磁矩互相抵消，合磁矩为零。但是当受到外加磁场作用时，电子轨道运动会发生变化，而且在与外加磁场的相反方向产生很小的合磁矩。这样表示物质磁性的磁化率便成为很小的负数（量）。磁化率是物质在外加磁场作用下的合磁矩（称为磁化强度）与磁场强度之比值，符号为κ。一般抗磁（性）物质的磁化率约为负百万分之一（

比较

电磁场与一般辐射的比较

辐射是能量传递的一种方式，辐射依能量的强弱分为三种：

游离辐射

能量最强，可以破坏生物细胞分子，如α、β、γ射线。

非游离辐射（有热效应）

能量弱，不会破坏生物细胞分子，但会产生温度，如微波、光。

非游离辐射（无热效应）

能量最弱，不会破坏生物细胞分子，也不会产生温度，如无线电波、电力电磁场。

电磁场会衰减吗？可以设法隔绝吗？

电磁场的强度会随着与发生源的距离加大而急速的降低。电场很容易被金属的外壳、钢筋混凝土的建筑物隔绝。电力设备如变压器、因有金属外壳，故外面几乎没有电场。磁场却很难隔绝，但如方向相反、大小相同的电流产生的磁场可以互相抵消。因此，三相输电的电力线较单相电力线产生的磁场会小得多。

情况

家电器具使用低压，即110伏特或220伏特电压，因此电场强度很小。至于磁场大小又与耗电量、厂牌及距离有很大的差异。

下表是英国国家辐射保护局（NRPB)公布之磁场资料：

距离

电器品

3公分

1公尺

电视

25~500（毫高斯）

0.1~1.5（毫高斯）

微波炉

750~2000（毫高斯）

2.5~6（毫高斯）

吹风机

60~2000（毫高斯）

0.1~3（毫高斯）

冰箱

5~17（毫高斯）

<0.1（毫高斯）

电胡刀

150~15000（毫高斯）

0.1~3（毫高斯）

洗衣机

8~500（毫高斯）

0.1~1.5（毫高斯）

吸尘器

2000~8000（毫高斯）

1.3~20（毫高斯）

台灯

400~4000（毫高斯）

0.2~2.5（毫高斯）

架空输电线下的电磁场大小情况

电场大小与电压及距离有关，磁场大小与电流及距离有关，由于电流大小随负载而变，并不是一个定值，因此磁场值也是在一个范围内变动。

目前国外先进国家对磁场之限制标准情况

下表为目前各国在一般情况下，对电力频率磁场所定之限制标准，其中国际非游离辐射保护协会（IRPA)所定之标准最为严格。

先进国家对于50/60赫磁场限制之推荐值

国　家

限制值（毫高斯）

职业人员

一般民众

国际辐射保护协会

(IRPA)

全天

5,000

1,000

数小时

50,000

10,000

日本

连续暴露

50,000

2,000

短时间暴露

100,000

10,000

苏　联

8小时

18,000

－

1小时

75,000

－

英国国家辐射保护局

(NRPB)

20,000

20,000

美国政府工卫学者联会

(ACGIH)

10,000

－

德　国

50,000

50,000

澳　洲

同IRPA

同IRPA

危害

近年来，科学家一般认为极低频的电磁场（就是一般电力线及电力设备所产生的电磁场），就能量观点而言，既不能打断分子键或化学键，也不会因微量的热而对人体健康产生不良影响。

虽然某些流行病学的研究怀疑少部份癌症与电磁场有关系（统计学上的相关性），但是一些细心且负责的科学家在研究后，指出这些研究在设计及解释上还有很多问题存在。

国外自1979年开始此方面研究以来，发表之论文、报告超过1000篇，由于病例百分比低，且致癌因素种类多，难以排除其它因素，所得结果，有些显示有少许关连性，有些又否定了会有关连性。

1989年10月美国劳工部（DOL)要求辐射研究及政策协调委员会（CIRRPC)协助评估过去有关暴露在电磁场影响之报告，CIRRPC委托橡树岭附属大学（ORAU)组成一个包括全美杰出科学家的11人小组，自1991年9月至1992年5月，对最近10余年约1000篇论文分析整理，评估结论为：从以往已发表的文献中，没有可确信的证据支持暴露在家电器具、电力线及显示屏之极低频磁场会产生健康危害。

评断

国际非游离辐射保护协会（IRPA)

虽有一些流行病学研究认为暴露在50/60赫电磁场与癌症有关连，但无法证实，也有一些认为没有关连。

世界卫生组织（WHO)

暴露在极低频电磁场不会产生生理影响。

美国国会技术评核室（OTA)

所有的研究迄今仍是有争议的，许多实验发现暴露在电磁场与否对生物并无差异，我们无法证实在危险性存在。

美国南加州电力公司（SCE)

南加州电力公司针对1960年至1988年间在该公司服务一年以上之36221名员工做职业流行病学调查，于1993年3月15日发表调查结果，结论为：员工工均暴露在磁场之量较一般民众高，惟罹患白血病或脑瘤之可能性并无较高，且罹患癌症死亡年龄亦未提早。

瑞典国家电力安全局（NESB)

于1994年发表电磁场信息小册，说明磁场对人体是否有影响尚无法证实，因而没有足以订定限制值之参考基准，故短期内不会订定任何磁场强度之限制值。

相对于电磁场对人体可能造成影响的说词，目前坊间正流行一些以强度高达550000毫高斯之60赫磁场治疗器来治疗各种慢性疾病，且声称获医学临床证明，至于其长期的影响如何，尚无人做此方面研究。