第一節磁學初探
在生活中，我們經常會用“和磁鐵一樣”去形容很有吸引力的事物。在課本中，我們也經常會看到有關於磁的詩句。其中，文天祥的“臣心一片磁針石，不指南方不肯休”，更是耳熟能詳。那麼，到底什麼是磁，它有哪些特征呢？又是什麼讓人們的眼光都投向它呢？
1.天地之間——話說磁
在我們生存的這個美麗星球上，空氣、水、陽光和磁，都是人類生活中不可缺少的生存條件。磁現象是伴隨著宇宙的產生而客觀存在的一種真實的自然現象。任何物質都或多或少地具有磁性，隻不過物體之間的磁性有強有弱；任何空間都隱隱約約地存在著磁場，不同的是空間與空間之間的磁場有高低之分。磁性，作為一種特殊的物理性質普遍分布於宇宙的每一個角角落落。從遙遠無垠的宇宙星際到廣袤無邊的天地之間，從肉眼無法看見的分子離子到細小如微的原子質子，磁在它們之間演繹著一個個“相吸相斥”的永恒主題。
我們的祖先很早以前就認識和發現了磁的特殊性質，掌握了磁技術，並進一步把這一成果應用到了社會生產之中，給當時人們的生產和生活帶來了很多便利。指南針的重大發明和使用就是這一時期的傑出代表。
時光苒荏，步入現代，經濟和科技空前發展，人們對磁的興趣和熱情也更加高漲，研究和認知也愈加深入，而且逐漸形成了自己的係統。隨著磁的理論體係的日益完善，專門學科知識趨於成熟，於是磁學應運而生。
磁，被人們廣泛應用於各個領域，全麵開花，同時也取得了豐碩的驕人成果。而這一時代，電磁作為磁的“家族新貴”一時聲名鵲起，風傳世界，成為人們口頭上津津樂道的時代流行語。
那麼，磁究竟是什麼？為什麼人們對它如此寵愛有加，如癡如狂呢？這一切還得從磁的基本性質說起。
2.相吸相斥——磁的性質
簡單地說，磁體具有吸引鋼一類金屬物質的特性，稱為磁性；具有磁性的物體叫磁體。我們把物體上本來沒有磁性，而後來產生磁性的現象叫磁化。
磁性是物質放在不均勻的磁場中受到磁力的作用而產生的。
在相同的不均勻磁場中，物質磁性的強弱是由單位質量的物質所受到的磁力方向和強度來決定的。因為任何物質都具有磁性，所以任何物質在不均勻磁場中都會受到磁力的作用，隻不過不同的物質，其磁力的強度也不同。
物質的磁性不但是普遍存在的，而且是多種多樣的。因此，物質所具有的這些磁性，也得到了廣泛地研究和應用。近至我們的身體和周邊的物質，遠至各種星體和星際中的物質，微觀世界的原子、原子核和基本粒子，宏觀世界的各種材料，都具有這樣或那樣的磁性。磁體兩端磁性強的部分被稱為磁極。磁極的一端是北極（N極），另一端為南極（S極）。實驗證明，磁體具有同性磁極相互排斥、異性磁極相互吸引的特征。
磁性是物質的一種基本屬性。磁性材料主要是指由過渡元素鐵、鈷、鎳及其合金等，能夠直接或間接產生磁性的物質。
磁性材料是具有磁性的強磁性物質，廣義還包括可應用的磁性和磁效應的弱磁性及反鐵磁性物質。
3.強弱分明——磁的類別
世界上的物質所具有的磁性究竟有多少種呢？一般說來，物質的磁性可以分為弱磁性和強磁性。
物質按照其內部結構和在外磁場中的性狀，可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質。其中，鐵磁性和亞鐵磁性物質屬於強磁性物質，抗磁性和順磁性物質是弱磁性物質。這些都是宏觀物質的原子中的電子所產生的磁性。原子中的原子核也具有磁性，稱為核磁性。
但是核磁性隻有電子磁性的千分之一左右或更低。因此，一般來講，物質磁性和原子磁性都主要考慮原子中的電子磁性。原子核的磁性很低是由於原子核的質量遠高於電子的質量，而且原子核磁性在一定條件下仍有著重要的應用。例如，現在醫學上應用的核磁共振成像(也常稱磁共振CT，CT是計算機化層析成像的英文名詞的縮寫)，便是氫原子核磁性的應用。
當磁體物質的磁化強度為負值時，固體表現的是抗磁性。金、銀、銅等金屬都具有這種性質。在外磁場中，這類磁化了的物質內部的磁感應強度，則小於真空中的磁感應強度。順磁性物質的磁化率為正值，比反磁性大1~3個數量級。物質中具有不成對電子的離子、原子或分子時，存在電子的自旋角動量和軌道角動量，也就是存在著自旋磁矩和軌道磁矩。在外磁場作用下，原來取向雜亂的磁矩將定向，從而表現出順磁性。