磁铁是由什么制成的?磁铁里面有什么?

在你认为的磁铁内部——某种物质的宏观块,产生磁通量和磁场——是数以万亿计的微观磁铁,通常是个位数大小的特殊合金颗粒,它们都对齐发射它们的微小磁通量基本相同。

在这些晶粒内部是无数的磁畴——微小体积的物质以一种排列它们的极性的方式自发结晶在一起。下面显微照片中的大区域是颗粒。条纹区域沿照片平面具有域。斑点区域(黑色轮廓)的域与照片垂直对齐:

在域内,晶体被巧妙地配制为高度各向异性。也就是说,晶体结构导致物质的原子主要在一个方向上发射它们的通量。

在晶体内部,原子加入称为交换相互作用的量子力学效应。当相同的粒子(在这种情况下是电子)以这种方式相互作用时,它们会以最低能量状态静止。对于大多数物质,这意味着电子是反排列的:它们的自旋是反平行的。这种物质在宏观上没有磁性。然而,在某些物质(特别是含有铁原子的物质)中,最低能态是电子自旋平行的状态。这种物质表现出永久的宏观磁通量。

电子相互作用,反平行(顶部)和平行(底部)

里面的交流互动?这是量子力学中一个微妙且尚未完全理解的部分。这是一个活跃的研究领域,因为该领域的进展将使更强大的磁铁的合理设计成为可能。