磁性物理学
磁性物理学
magnetic physics
研究物质磁性及其应用的学科。是固体物理学的基本内容之一。物质的磁性是指能激发磁场、并在外磁场中受到作用力的性质，是物质的一种固有属性，几乎所有物质或多或少都具有磁性。中国早在公元前4世纪就有关于天然磁铁矿(Fe3O4)具有磁性的记载，并用来制造指南针。19世纪法国物理学家A.-M.安培首先利用分子电流的假设解释了物质磁性的起因。安培认为物质分子中存在分子电流，并把物质的磁性归因于分子电流的磁效应。无磁性的分子具有对称的分子电流分布，不显示磁性。在外磁场作用下分子电流的分布失去对称性，宏观上表现出磁性。安培的分子电流观点最初只是一种假设，但近代原子物理的发展表明，物质的磁性来源于分子内部的电流这一观点是正确的。按近代理论，原子或分子内部的每个电子绕原子核作轨道运动，等效于一个电流环，具有一定的磁矩；电子和原子核的自旋运动也相当于一个电流环，也具有一定的磁矩。这些磁矩能激发磁场，在外磁场中也要受到磁力矩的作用。无外磁场时各磁矩的取向由于热运动而作无规分布，其磁效应互相抵消，宏观上不显示磁性；有外磁场作用时，各磁矩趋向于一致的排列，单位宏观体积中的总磁矩不等于零，宏观上显示磁性，此现象称为物质的磁化。
根据物质磁性的强弱或被磁化的程度大小可分为弱磁物质和强磁物质两大类。弱磁物质又可分为抗磁体和顺磁体两种。强磁物质主要是由铁族元素及它们的合金组成的铁磁体。1905年法国物理学家P.朗之万建立了抗磁性和顺磁性的经典理论，后来J.H.范扶累克提出了相应的量子力学理论。铁磁性的唯象理论由法国物理学家P.-E.外斯于1907年建立，W.K.海森伯和F.布洛赫等人建立了铁磁性的量子力学的理论。铁磁体由于其很强的磁性和独特的磁化性质而得到广泛应用。铁磁学已成为磁性物理学中的一个重要分支。铁磁学除研究典型的铁磁性外 ，还要研究反铁磁性和亚铁磁性等性质（见磁介质）。铁氧体是属半导体性质的非金属磁性材料，其很高的电阻率使涡流损失很小，广泛应用于微波领域，是继金属磁性材料后的新一代磁性材料。
许多磁性材料具有特殊的效应，如磁光效应、磁力效应（包括磁致伸缩、力致伸缩、磁声效应等）、磁热效应和磁共振现象等，这些特殊效应都有重要应用。
磁性物理学不仅要建立物质磁性的普遍理论，而且还要研究各种磁性材料的特性、微观机理、制备和应用等。