现代磁学的三驾马车是指的什么？

6.万宗归一——磁学

磁学是人们在实践过程中认识和积累的关于磁知识的系统学科。磁学又称为铁磁学，是现代物理学的一个重要分支。磁学由经典磁学和现代磁学两部分组成。经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质的学科；现代磁学是研究磁、磁场、磁材料、磁效应、磁现象及其实际应用的一门学科。

通电线圈形成的磁场

法国物理学家库仑是经典磁学的代表人物之一。他在1785年确立了静电荷间相互作用力的规律——库仑定律，也就是：真空中，两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。后来，库仑又对磁极进行了类似的实验，研究证明：同样的定律也适用于磁极之间的相互作用。这就是经典磁学理论。

在磁场的经典理论中，磁荷和电场理论中的电荷的概念是有所区别的。电场中的独立的正负电荷可以单独存在，而单独的正负磁极实际上是不存在的，而且磁极从来都是成对出现的。正负磁极一般称为磁北极和磁南极。为了避免这种理论上的困难，经典磁场理论认为，一个非常细长的磁铁中的一个磁极，可以被近似地看做是一个单独的磁极。

磁场中的两极

一直以来，在现代磁学的领域中，经常会提到“三驾马车”。那么，现代磁学的“三驾马车”是指的什么呢？其实，这所谓的“三驾马车”就是指奥斯特、安培和法拉第。那么，为什么他们会被称为“三驾马车”？原来，他们在磁学的研究方面，所取得的研究成果极大地夯实了现代磁学的坚实基础。

丹麦物理学家奥斯特在1820年发现：一条通有电流的导线，会使其近处静悬着的磁针偏转。这就表明电流在其周围的空间产生了磁场。同时，奥斯特的这个实验也是证明电和磁现象密切结合的第一个实验。紧接着，法国物理学家安培等的实验和理论分析，详细地阐明了载着电流的线圈所产生的磁场，以及电流线圈间相互作用着的磁力。应用电流元来产生磁场的方法，证明磁场理论中的很多概念和电场理论中的很多概念十分相近。安培同时提出，铁之所以显现强磁性，是因为组成铁块的分子内存在着永恒的电流环。这种电流没有像导体中电流受到的那种阻力，并且电流环可因外来磁场的作用而自由地改变方向。这种电流在后来的文献中被称为“安培电流”或分子电流。

而电磁感应学的先行者法拉第，则以自己丰硕的研究成果为现代磁学开辟了一片广阔的天地——电磁时代。

磁学和电学有着直接的联系。经典磁学认为，如同电荷一样，自然界中存在着独立的磁荷：相同的磁荷互相排斥，不同的磁荷互相吸引。而现代磁学则认为，环形电流元是磁极产生的根本原因，相同的磁极互相排斥，不同的磁极互相吸引。

独立的磁荷是不存在的。电子围绕原子核运动，所有的物质都具有某种特别的磁学效应。但是在自然界，铁、镍、钴等材料则表现了很强的磁特性，所以磁学又被称为铁磁学。

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话说磁畴

所谓磁畴，就是指磁性材料内部的一个个小区域。每个区域内部都包含有大量原子，这些原子的磁矩都像一个个小磁铁那样整齐排列；但相邻的不同区域之间，原子磁矩排列的方向不同，如图所示。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。宏观物体一般总是具有很多磁畴。这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零，它也就不能吸引其他磁性材料了。也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。

磁性材料的磁畴分布

知识小百科

亚铁磁性物质

亚铁磁性在无外加磁场的情况下，磁畴内由于相邻原子间电子的交换作用或其他相互作用。它们的磁矩在克服热运动的影响后，会处于部分抵消的有序排列状态，成为含有合磁矩的现象。当施加外磁场后，它的磁化强度随外磁场的变化与铁磁性物质相似。

用磁现象为亚铁磁性物质制成的材料，称为亚铁磁材料。在工程技术上，实用的亚铁磁材料多为各类铁氧体和某些金属间化合物。铁磁材料与亚铁磁材料统称为强磁材料，简称磁性材料。