【种花家务·物理】3-3-04磁性起源假说『数理化自学丛书6677版』

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第三章磁场

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳；电荷的单位静库（1库伦=3×10⁹静库）；电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等，但如今是不允许的，力是不能使用质量单位的。】

§3-4磁性起源假说

1、库仑假说

【01】根据永磁体可以无限分割为小磁体的现象，库仑首先提出了元磁体假说。他认为：凡是可以磁化的铁磁物质，都是由许多具有两个异号磁极的极小的磁体所组成，这种小磁体叫做元磁体，或叫做分子磁体。

【02】在未经磁化的铁磁体里，虽然存在着许多元磁体，但由于它们无秩序地排列（如图3·30所示），所有元磁体的磁极作用都互相抵消，因而对外不起任何磁性作用。

【03】把铁磁体放在磁场里，即放在永磁体的近旁或通电螺线管里，部分元磁体因为受到磁场的作用而发生偏转，在一定程度上按照磁场的方向作有秩序的排列（如图3·31所示）。这时，各个元磁体的磁极作用并不完全抵消。作为一个整体来说，它们对外显示出一定程度的磁性作用。这就是说，铁磁体在不同程度上是被磁化了。

【04】把铁磁体放在强磁场里，并用振动或加高温度的办法来增加元磁体的活动性，结果就可以使元磁体按照磁场方向排列成行，如图3·32所示.此时，在铁磁体内部，元磁体的磁极作用仍然互相抵消，但在铁磁体的两端则显示出最强的磁极作用。这种情况称为饱和磁化，意即该铁磁体已经磁化到了最大限度了。

【05】库仑假说告诉我们，铁磁体的磁化过程，就是它内部的元磁体，在外磁场的作用下，从无规则排列转变成有规则排列的过程。库仑假说揭示了铁磁体磁化的原因，但对元磁体为什么具有磁性，并未加以说明，也没有涉及磁现象和电现象之间的联系。

2、安培假说

【06】在奥斯特发现了磁现象与电流之间的关系以后，安培又在库仑假说的基础上，进一步提出了磁性起源假说。他认为：元磁体就是原子，分子、分子团等物质微粒，它们之所以具有磁性，是由于在每个微粒里都具有永不停息的环电流。这也就是说，元磁体的磁场是由环电流产生的，元磁体的两极分在环电流的两侧。这种环形电流，在当时只是一种假说，人们叫它做安培电流。直到电子理论得到高度发展，人们对原子结构有了深刻的认识以后，安培电流才有了真实的意义。即原子、分子和分子团里的电子运动形成了安培电流。

【07】在铁磁体不显示磁性时，各个物质微粒里的安培电流的旋转方向是杂乱无章的（如图3·33(a)所示），它们的磁作用在内部互相抵消。在铁磁体被磁化后，各个物质微粒里的安培电流的旋转平面在不同程度上转成相互平行，并且向着同一个方向转动（如图3·33(b)所示）。

【08】安培假说很成功地阐明了磁现象的电本质。它使我们认识到，任何磁体的磁性，都是由于电流的存在产生的。