（二）、磁性的本质是什么，活着怎么从微观的角度解释磁性产生的原因

（四）、物质的抗磁性是怎样产生的？为什么说抗磁性普遍存在

（五）、顺磁性朗之万理论的内容是什么？在量子力学范畴内如何对其修正？

（六）、铁磁性物质是怎样实现自发磁化的，为什么通常未经磁化的铁都不具有磁性

（七）、阐述物质铁磁性，反铁磁性和亚铁磁性之间区别和联系

（八）、交换作用模型与超交换作用模型的内容分别是什么。

 （九）、量子力学简介

      洪德法则（Hund's rules）简单说就是，一个轨道上一般都有几个“兼并能级”，例如图5中的2p轨道有3个能量一样的兼并能级。在这种情况下，电子先一个萝卜一个坑把所有的都占一遍，如果还剩电子，才会一个配一个的占满这些能级。

基于这些规律，我们会发现一个有趣的事实：在元素周期表中

1. 惰性气体（ⅧA）的核外电子都恰好是全部成对的，因此不可能有净胜自旋；

2. 主族元素（ⅠA ~ⅫA）虽然都有未配对电子，但在形成化合物时，这些电子一般都会成为价电子参与配对成键，因而也大都不具备明显的磁性；

3. 只有过渡族元素具有非价电子的净剩自旋，因而也就是不同材料中磁性的主要承载者。

（二）、磁性的本质是什么，活着怎么从微观的角度解释磁性产生的原因

作为一种物理场，磁场是看不见、摸不着但又客观存在的特殊物质。它是磁性相互作用的媒介，有点神秘但却实实在在影响着我们的生活。而题主的困惑来源于我们对磁性产生原因的混淆。磁场的产生可以分为两大方面（如图1所示）：1、以运动电流为基础；2、以基本粒子的量子特征—自旋为基础。我们需要将这两部分独立进行阐述。题主所说的“高中我们就学习过，变化的电场周围会产生磁场”正是第一种起源，而题主接着提到的“比如非晶体中的磁性，另外有些晶体材料同样不具备明显的磁性等等”尽管不对，但其实指的就是第二种起源。

2. 我想多说的是第二个起源：以自旋为基础的铁磁性物质中的磁性。

首先，需要澄清一点。由于自旋是一些构成物质基本粒子（例如电子）的本质特性（如图2）因此，从理论上来说，所有的物质都有“磁性”。不同的是，不同物质所表现出的磁性种类不同（如图3）。而我们一般所说的“磁铁”，主要是指具有独立（无外场时）提供磁能（磁场）的“铁磁性物质”，也就是永磁体。这就是我们所要讲的重点。

其次，由于构成原子核的微观粒子的磁矩要远小于其外部的大量电子的磁矩。因此，我们主要考虑核外电子对磁性的贡献。下面就进入正题：

第一步：核外电子的分布与净剩自旋

核外电子的分布核心是能量的区别。不同的壳层（K、L、M、N等）以及不同的“轨道”（s、p、d、f等）定义了具有不同能量的电子状态。电子占据这些状态的时候需要遵从以下规则：

构造原理（能量最低法则Aufbau principle）：就是电子先占据能量低的轨道，然后没地待的时候再去占据新的能量更高的轨道，图4给出了直观的电子轨道能量关系和排布规律。

磁性物理学认为材料的磁性有三种来源：原子核磁矩，电子自旋磁矩以及轨道电子运动产生的轨道磁矩。后两种是主要的。材料的各种磁学性质都是这三种磁性相互耦合以及与环境作用的结果。

具体来说主要可以分为以下五种：

1，抗磁性(加外磁场后内部出现方向相反的磁化强度)
来源于磁力线穿过自旋磁矩时产生的附加磁矩，与外磁场方向相反。抗磁性是普遍存在的，任何材料中都有，但非常微弱，可能会被其他性质掩盖。

2，顺磁性(加外磁场后内部出现方向相同的磁化强度)
可以理解为原子磁矩(电子磁矩与轨道磁矩耦合)在外场作用下的取向行为。本来是随机混乱的，平均下来磁矩为零。加了外场后有了取向性，产生宏观顺磁磁矩，比较微弱。

3，铁磁性(不需要外场就有磁性，自发磁化)
来源比较复杂，可以大概理解为有的时候相邻电子自旋平行能量更低，这样在低温下会自发磁化，产生铁磁性，属于强磁性。

4，反铁磁性(宏观表现为没有磁性，但实际上是两个方向磁性相互抵消)
与铁磁相反，相邻电子自旋反平行能量更低，两个次晶格磁性相互抵消，弱磁性。

5，亚铁磁性(与铁磁性相似，但一些物理规律不一样)
大概理解为两套反平行的电子自旋没有完全抵消，剩余自发磁化。强磁性。

当然这些只是非常笼统的不严谨的概括，每种磁性都有其他的来源(比如朗道抗磁性，范弗莱克顺磁性，泡利顺磁性等)，而且同一种磁性在各类材料中来源也不尽相同(过渡金属的巡游电子模型，金属氧化物的间接交换作用，稀土金属的RKKY模型等)，即使是同一种材料在不同环境条件下(温度，外磁场，压强等)也会表现出不同的磁性。就目前而言依然有些无法理解的现象，或者传统的这些解释有本身的局限性。

材料的磁性应用非常广范，里面的物理现象也非常丰富，很有意思

1907年，外斯提出分子场理论bai，其包含以下两个假设
⑴分子场假设 铁磁物质内部在居里温度以下存在一个很强的分子磁场，数值上可达10A/m。正是在这一分子场的作用下，使铁磁物质得以克服热扰动的不利影响将磁矩整齐排列起来，从而造成自发磁化。
大块铁磁性物质内部，存在许多小区域，在每一个这样的小区域内，原子磁矩受到分子场的作用都是平行取向的，而不同磁畴中的原子磁矩取向却不同。具有这样特点的小区域称为磁畴。根据这一假设，铁磁性物质在没有受到外磁场作用时的总磁矩应为各磁畴磁矩的矢量和，由于铁磁物质包含着大量的磁畴，而各个磁畴的磁矩取向又不一样，结果总磁矩为零，于是就很好地解释了铁磁性物质在退磁状态下不显示磁性的问题。
外斯根据上述两个基本假设，同时利用朗之万的顺磁性理论，并假定分子场正比于自发磁化强度Ms，成功地解释了铁磁性的部分规律。但是，有关分子场的本质，一直到1928年海森伯利用量子力学理论才得到正确阐明，它是由电子磁矩之间的静电性交换作用引起的

（四）、物质的抗磁性是怎样产生的？为什么说抗磁性普遍存在

外磁场穿过电子轨道时，引起的电子感应是轨道电子加速，模型简化为磁场垂直电子轨道平面。由楞次定律可知，轨道电子的这种加速运动所引起的磁通，总是与外磁场方向相反，因而抗磁性化率为零

为什么说抗磁性普遍存在：

    抗磁性是普遍存在的，它是所有物质在外磁场作用下毫无列外地具有的一种属性。大多数物质的抗磁性因为被较强的顺磁性所掩盖而不能表现出来，只有在不具有固有原子磁矩的物质中才能表现出来

 （五）、顺磁性朗之万理论的内容是什么？在量子力学范畴内如何对其修正？

    对材料的顺磁性做出解释 的经典的理论是顺磁性朗之万理论。该理论认为：原子磁矩之间无相互作用，为了自由磁矩，热平衡态下为无规则分布，受外加磁场作用后，原子磁矩的角都分布发生变化，沿着接近于外磁场方向做择友分布，因而引起顺磁磁化强度

（六）、铁磁性物质是怎样实现自发磁化的，为什么通常未经磁化的铁都不具有磁性

铁磁现象虽然发现很早，然而这bai些现du象的本质原因和规律，还是在上世zhi纪初才开始认识的。1907年法国科学家外斯系统地提出了铁磁性假说，其主要内容有：铁磁物质内部存在很强的“分子场”，在“分子场”的作用下，原子磁矩趋于同向平行排列，即自发磁化至饱和，称为自发磁化；铁磁体自发磁化分成若干个小区域(这种自发磁化至饱和的小区域称为磁畴)，由于各个区域(磁畴)的磁化方向各不相同，其磁性彼此相互抵消，所以大块铁磁体对外不显示磁性

（七）、阐述物质铁磁性，反铁磁性和亚铁磁性之间区别和联系

铁磁性物质有固磁矩，是直接相互作用，反铁磁性物质有磁矩但无固有磁矩，是直接相互作用的，亚铁磁矩物质有磁矩，无辜有磁矩，是交换相互作用

（八）、交换作用模型与超交换作用模型的内容分别是什么。

交换作用模型认为，磁性体原子之间存在相互作用，并且这种交互作用只能发生在近邻原子之间，超交换作用模型认为反铁磁性物质离子之间的交换作用是通过个在中间的非磁性离子为媒介实现的

量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，只要研究原子，分子，凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构，性质的基础理论，他与广义相对论一起构成了现代物理学的理论基础，量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代科技技术中也得到了广泛的应用

  由于广义相对论被令人惊叹的证实，以及其理论上的优美，很快得到人们的承认和赞赏，广义相对论在天体物理学中，有着非常重要给运应运他直接推导出某些大质量恒星，会终极出一个黑洞

广义相对论还预言了的存在（爱因斯坦于1918年写的论文《论引力波》），现已被直接观测所。此外,广义相对论还是现代的的理论基础。 他对于研究天体结构和演化，以及宇宙的结构和演化，具有重要意义是物理研究的重要理论基础