什么叫顺磁性什么又叫超顺磁性（什么是超顺磁性）

文章标题：原子磁性的奥秘：顺磁性、逆磁性、铁磁性、超磁性及反铁磁性的

什么是原子的磁性分类？

我们生活在一个充满磁场的世界，而物质的磁性源于其内部原子的磁性。不同的原子，由于其内部的电子结构和排列方式，展现出不同的磁性特征。让我们来深入了解其中的五种主要类型：抗磁性、顺磁性、铁磁性、超磁性以及反铁磁性。

抗磁性

当磁化强度为负值时，我们称之为抗磁性。典型的抗磁性物质如Bi、Cu等金属，它们的原子内部没有永久磁矩。当这些物质置于外部磁场中时，电子轨道会发生变化，产生一种与外加磁场方向相反的磁矩。抗磁性虽然微弱，但却是物质磁性的一个重要方面。

顺磁性

顺磁性物质的特点在于其内部存在永久磁矩，但在无外加磁场的情况下，由于热振动等原因，宏观上并无磁性显现。一旦施加外部磁场，原子磁矩会规律性地取向，物质显示出极弱的磁性。顺磁性物质的磁化强度与外磁场方向一致，且其磁化率与温度成反比。过渡元素、稀土元素以及含有奇数个电子的原子或分子都属于顺磁物质。

铁磁性

铁磁性物质，如Fe、Co、Ni等，即使在较弱的磁场内也能获得极高的磁化强度，且磁场移除后仍能保留极强的磁性。这是铁磁物质内部存在很强的交换场和自发磁化强度的结果。铁磁性的特点是其强烈的磁化能力只在某一温度以下显现，超过这一温度，铁磁性会消失，这个温度被称为居里点。在居里点以上，铁磁物质表现出强烈的顺磁性。

超磁性？超顺磁性！

超顺磁性是指颗粒小于临界尺寸的铁磁物质在特定温度范围内的特殊磁性表现。这些物质在温度低于居里温度且高于转变温度时表现出极高的顺磁性磁化率，远超一般顺磁材料。超顺磁性的特点是其磁化过程不存在磁滞现象，但其内部存在自发磁化。

反铁磁性

当我们降温至某个特定点以下，颗粒的磁矩会沿着各向异性的易轴方向排列，整个材料展现出迷人的铁磁性。

让我们深入超顺磁性的奇妙世界。当磁性材料是由单畴颗粒的集合体构成时，每个颗粒内的磁性原子或离子之间有着强烈的交换作用，使得它们的磁矩平行取向。这些磁矩的取向，是由磁晶各向异性所决定的易磁化方向所决定的。由于各个颗粒的易磁化方向不同，它们的磁矩取向也各不相同。如果我们进一步减小这些颗粒的尺寸，也就是减小它们的体积，那么总的磁晶各向异性能将与热扰动能相当。这会导致颗粒内的磁矩方向在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。从单畴颗粒集合体来看，不同颗粒的磁矩取向时刻都在变换方向，这种特性与正常的顺磁性有些相似，但又有所不同。在正常的顺磁性物质中，每个原子或离子的磁矩通常只有几个玻尔磁子。对于直径为5纳米的特定球形颗粒集合体而言，每个颗粒可能包含5000个以上的原子，其总磁矩有可能超过10000个玻尔磁子。我们将这种单畴颗粒集合体的磁性称为超顺磁性。

那么，什么是顺磁性、反磁性和抗磁性呢？

我们来了解顺磁性。顺磁性是指材料对磁场的一种微弱响应。用磁化率来表示这种响应程度，当磁化率为正时，表示材料的磁化强度方向与磁场强度方向相同。

接下来是抗磁性，这是一种较为微弱的磁性。在物质中，运动的电子在磁场中会受到电磁感应的影响。外加磁场会使电子轨道动量矩发生变化，产生一种与磁场方向相反的附加磁矩，因此磁化率为很小的负值。

最后是反磁性，其磁化率为负值。所有物质都具有反磁性。在外加磁场的作用下，电子的轨道运动会产生附加转动，即拉莫尔进动。这种转动导致动量矩发生变化，产生与外磁场相反的感生磁矩。尽管许多物质被其内部的顺磁性所掩盖，但其反磁性始终存在。

从原子结构的角度来看，顺磁性物体的原子、离子或分子具有未被填满的内壳层，这些物体中存在固有磁矩。由于这些磁矩之间的相互作用远小于热运动能，它们在材料中的取向是无规律的，因此材料不能形成自发磁化。

在经典理论中，磁矩在磁场中可以是任意方向的。在磁场作用下，所有材料中的原子或离子所产生的磁矩都非常微小。

抗磁性的本质反映了电磁感应定律。外加磁场使电子轨道动量矩发生变化，从而产生一个与磁场方向相反的附加磁矩。这种附加磁矩的形成是由于电子在磁场中的运动发生了改变，类似于拉莫尔进动。在金属中，这种抗磁性磁矩通常被表面上的“破折轨道”的反向磁矩所抵消，使得抗磁性不显示出来。

值得注意的是，抗磁性是普遍存在的，它是所有物质在外磁场作用下的固有属性。无论物质的性质如何，当外磁场穿过电子轨道时，都会引起电磁感应，使轨道电子加速。根据焦耳-楞次定律，这种加速运动所引起的磁通总是与外磁场变化相反，因此磁化率始终是负的。

希望这篇文章能够帮助您更好地理解超顺磁性、顺磁性、反磁性和抗磁性的概念。