永久磁铁：从古代磁石到现代铁磁性
数百年来，学者惊叹于天然吸引铁的矿石。最早记载约2500年前欧洲，东亚更早。此矿物称磁石或磁铁矿，激发古代科学家想象，成首个记录在案的永久磁铁。
13世纪，彼得·佩雷格里努斯关键实验证明：用磁石极摩擦铁可使其“带磁”。此发现奠定现代磁学理论基础。
与电荷不同，磁铁有两对立极——北极和南极。磁铁对半切，每段仍含两极，说明单极子不孤立存在。
同电荷一样，同极斥异极引。此力不可见地穿越空间，穿透纸木衰减极小。
笛卡尔著名实验：磁铁置布下撒铁屑，铁屑沿场线排列，显示从一极到另一极的连续路径。
磁学术语中，场总影响称磁通，产生它的力称磁动势。法拉第推广磁“管”概念，今称磁力线。虽力线是便利视觉工具，不代表离散恒值实体。
现代物理解释：磁场源于运动电荷。永久磁铁中，铁原子内电子协同自旋，无外场下产生稳定磁场。
材料电子维持均匀自旋能力取决于原子结构。仅少数物质能维持永久磁场，归类为铁磁性。
铁靠近永久磁铁时，内部电子随磁铁场排列，铁被磁化。无论铁靠近哪极，总被吸引，因感应磁化在铁近侧产生相反极。
易随外场排列电子自旋的材料称铁磁性。弱响应者为顺磁性，抗磁性材料实际反对外场，产生微弱排斥。
去除外场后保持磁化——称剩磁——是永久磁铁性能关键。
核心要点
- 磁石（磁铁矿）为天然永久磁铁，无外助保持磁场。
- 铁磁性材料易磁化且能保持磁化。
- 顺磁性材料弱磁化且需外场。
- 抗磁性材料产生相反磁矩排斥外磁场。
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