加热会使磁铁失去磁性,磁铁怎么增强磁场

简单来说，磁铁产生磁场和地球产生磁场的原理是不一样的。下面，就来分别介绍一下两种磁场是如何产生的。

在原子中，无论是电子、质子的自旋，还是电子在原子核外的轨道上运动都会产生相应的磁矩。如果原子中的磁矩完全抵消掉，那么，该物质不会产生磁场，所以就不会表现出磁性，也就不是磁铁。而如果原子中的磁矩叠加在一起，就会有一个净磁矩，则该物质就会产生磁场，从而表现出磁性，这就是磁铁。在磁铁产生的磁场中，诸如铁这样的铁磁性物质会被磁化，使得磁铁和铁磁性物质产生很强的电磁力作用，从而表现出磁铁能够吸引铁磁性物质的现象。

当温度超过某一临界温度时，由于原子的热运动加剧，导致磁铁的原子磁矩排列会从有序变得混乱，所以磁性就会消失，这一临界温度被称为居里温度。比较常见的铁氧体磁铁的居里温度约为450摄氏度，钕铁硼磁铁约为310度。如果温度低于居里温度，物体又会重新拥有磁性。

另一方面，虽然地球内部的温度很高，地心温度最高可达5500度，但地球内部仍然会产生磁场，并不会出现消磁的现象。根据目前的主流理论，虽然地球的磁场类似于棒状磁铁的磁场，但地球并非一根“磁铁”，而是一个“发电机”。

地球内部的最上层是很薄的地壳，往下一层是厚度达到2890公里的地幔，再往下是厚度为3400公里的地核。在地幔和地核的交界处，温度可达4800度，这使得主要由铁和镍组成的核心熔化成液态。但随着深度的增加，压力会大幅升高，导致铁和镍变成固态。因此，地核由液态的外地核和固态的内地核组成，外地核的厚度为2200公里，内地核的厚度为1200公里。

​在地球自转过程中，内外地核的自转速度是不一样的，外地核中的液态铁镍流经初始磁场（太阳磁场），就会通过电磁感应现象产生电流，于是，新产生的电场反过来又会产生磁场。因此，经由地核发电机原理产生的磁场不会在高温环境中消失。

磁铁加热到450度失去磁性，地球内部温度5500度，怎么还有磁场？

因为磁铁产生的磁场性质与地球内部的磁场性质并不一样。

我们在高中物理中就学过，电子的自旋、质子的自旋，还有电子在原子核外的轨道上运动，这三种情况都会产生相应的磁矩。而原子内部自己也带有磁矩。如果这两种磁矩能够完全抵消掉，那么，这样事物就不会带有磁场。众所周知，有磁场才会有磁性，才能被叫磁铁。那么没有磁场不会表现出磁性，也就不是磁铁。而在磁场中，铁这样的物质很容易就会被磁化，从而产生电磁力，这就是为什么我们在日常生活中经常看到磁铁吸住含铁物品的原因。

原子的耐热程度是有限的。当外界温度超过原子可以接受的最高温度时，原子的运动就会加剧，造成磁铁的原子磁矩排列混乱无序的现象，导致磁铁的磁性消失，这一临界温度被称为居里温度。而铁磁铁的居里温度就是450摄氏度。

而对于地球而言，它的内部的温度虽然很高，有5500度，但它的内部仍然会产生磁场，并不会出现消磁的现象。据有关学者的理论研究看来，虽然地球的磁场和我们平常的磁铁的磁场很相近，但地球并不是我们理解中一根“磁铁”，而是一个“发电机”。地球根据自转过程中内外地核的自转速度不同，产生了电流，形成了磁场。这种由于地核发电造成的磁场不受温度影响，自然可以忍耐5500度的高温。

磁铁在450度时就消磁了，地核温度高达6千度，为何还有磁场？

虽然磁铁只能吸引少部分的金属，但是它的这种“隔空取物”的神奇本领也足够令人着迷，相信大家都没少玩过。假如你是一个磁铁的“资深玩家”，你就会发现如果把磁铁放上火上，那么磁铁被火烤一会就消磁了，在这种情况下，磁铁就吸引不了任何的金属，这是怎么回事呢？

答案就在磁铁的微观结构里，构成磁铁的每一个原子都有一个微小的磁场，这被称为“微磁”，在正常情况下，磁铁内部的绝大部分“微磁”都是沿着同一个方向整整齐齐地排列着，因此它们就可以叠加成一个较大的磁场，从而对外表现出磁性。

温度其实就是指物体内部微观粒子热运动的激烈程度，当我们把磁铁放在火上烤的时候，磁铁内部原子的热运动就会随着温度的升高而越来越激烈，“微磁”的方向也会跟着改变，当温度升高到一个临界值的时候，这些“微磁”就会变得非常混乱，这会导致它们的磁场相互抵消，从而不再对外表现出磁性。这个临界值被称为“居里温度”，根据测定，我们常见的磁铁（铁氧体磁铁）的“居里温度”为450度（摄氏度，下同）。

我们都知道，地球的核心也会像磁铁一样产生磁场，正是因为有了这个磁场的保护，我们赖以为生的大气层才不会遭到太阳风的破坏。然而科学家却告诉我们，地核的温度极高，可以达到6千度，这就有点奇怪了，磁铁在450度时就消磁了，地核温度高达6千度，为何还有磁场呢？

很明显，在高达6千度的温度下，所有的磁铁都会消磁，因此我们可以确定，地核并不是一块大磁铁，它的磁场肯定是由另外的机制产生的，那具体是什么机制呢？

在过去的日子里，科学家为了解释地球磁场的成因，提出了很多种假说，但随着人们对地核了解的深入，很多假说都被否定了，在剩下的为数不多的假说里，目前认同度较高的是“发电机假说”，下面我们就来了解一下。

地核占地球总质量的16%，半径约为3470公里（和火星差不多大），主要由铁、镍这两种元素构成，地核由外核、过渡层和内核三个层次组成，其中外核的物质因为高温高压而表现出类似液体的性质，而内核则因为更高的压力以固体的形式存在，在它们之间就是过渡层。

该理论假设地核在某一时刻拥有一个微弱的磁场，这被称为“种子磁场”，并认为在高温高压的环境下，外核中处于熔融状态的物质拥有绝佳的导电性能，可以将其视为一个巨大的“封闭线圈”。

该理论认为，由于外核是可以像液体一样流动的，因此这里的物质就会产生对流，与此同时，它们还会因为受到地球自转产生的“科里奥利力”而发生运动。我们先来简单了解一下什么是“科里奥利力”。

地球上的每个质点都会因为地球的自转而具备一个线速度，但不同质点的线速度却不相同，比如说距离地心越近的质点，其线速度就越慢。所谓的“科里奥利力”，就是描述的旋转体系中的某个质点的线速度，相对于整个旋转体系的线速度的偏移，这种“力”其实就是惯性的体现。

当外核中的物质由于上述原因在这个“种子磁场”中运动的时候，就会切割这个“种子磁场”的磁力线，从而产生感应电流，产生的电流会使“种子磁场”增强，而增强的磁场会反过来让外核中的感应电流增强，然后增强的电流又会让“种子磁场”进一步增强……

在这种正反馈机制的作用下，“种子磁场”就变得越来越强大，当它最终达到稳定状态的时候，就形成了现在的地球磁场。那么问题又来了，地核的这个“种子磁场”又是哪里来的呢？

研究者认为，地核温度高达6千度，并且承受着360万个大气压的巨大压力，在这种环境下，地核中的因为高温而产生的自由电子，就会具有向压力较低的地幔扩散的趋势，于是就产生了电荷（地核带正电荷、紧挨着地核的地幔带负电荷），这些电荷会随着外核的运动而形成电流，而“种子磁场”就是因此而产生。

除此之外还有一种可能，正如前面提到的，外核可以视为一个巨大的“封闭线圈”，因此当地球围绕太阳公转的时候，这个“封闭线圈”就可能会因为受到太阳磁场的影响而产生一定强度的感应电流，从而形成一个微弱的磁场。

需要说明的是，虽然上述观点可以较好地解释地球磁场的成因，但是目前并没有得到最终的证实，尽管如此，我们还是可以看到，之所以磁铁在450度时就消磁了，而地核温度高达6千度却还有磁场，其实是因为这两种磁场的产生机制完全不同。