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磁铁加热会失去磁性,为什么地球内部温度很高还有磁场?

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。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。

磁铁加热会失去磁性,为什么地球内部温度很高还有磁场?

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。

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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。

磁铁加热会失去磁性,为什么地球内部温度很高还有磁场?

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。

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​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。

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