为什么只有吸铁的磁铁，而没有磁金、磁银、磁铜呢？|磁铁|磁场|强相互作用力|金属

磁铁是大家日常生活中比较常见的物品之一了，估计有很多朋友都有过这样的疑问，那就是为何只有能吸住铁的磁铁，而没有可以吸住金、银、铜、铝的磁金、磁银、磁铜和磁铝呢？要想解决这个疑问，我们需要对磁性产生的原理作一下简要的探讨。

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磁性产生的原理

按照磁性物体产生磁场的条件不同，可以将其划分为两大类，一个是永磁性物体，另一个是电磁性物体。我们平常所看到的黑黑的磁铁，就属于永久性磁铁；而金属线圈在通上电之后，也会表现出一定的磁性，电流消失后磁场随之消失，则这种物体为电磁性，也叫软磁。

无论是永磁性物质还是电磁性物体，根据麦克斯韦方程，磁场的产生，都归结于电流，即电场的运动。这一点对于电磁性物体来说很好理解，电荷在导体中的流动产生了电流，从而形成了电磁场。而对于没有通电的永久性磁铁来说，磁场的产生实质上也离不开电场，这个电场是由磁铁组成物质中的原子，其中的核外电子围绕原子核高速运动时所呈现的规律性排列所致。

不可否认的是，世界上所有的物质，都具有磁性，只是磁性的表达方式不一样而已，总体上看可以分为三大类，一种是顺磁性物质，即物体在外加磁场的作用下，可以产生与外磁场相同的附加磁场环境，大部分物质都有这个性质，比如过渡金属、稀土元素及其化合物、有机物自由基、氧气等。第二是抗磁场物质，即物体在外加磁场作用下，产生与外磁场相反的附加磁场，比如铜等很多金属和惰性气体就有这样的性质。第三种是铁磁性物质，在外加磁场作用下，与顺磁性物质一样也产生与外磁场相同的附加磁场，不过这个附加磁场的强度要大得多，比如铁、钴、镍等少数金属。

对于铁磁性物质来说，每一块磁体都由许多小的“分隔区域”所组成，这些小的区域被称为磁畴。在没有外加磁场时，每个磁畴中的原子都呈现有规律的排列，但是各个磁畴中的原子存在相互作用，也就是说磁力相互抵消了，整体上并不表现出磁性。但如果在外界磁场的作用下（充磁过程），这些磁畴中的原子的排列方向更加矢量化，都会沿着充磁的方向排列，使得每个磁畴的磁矩方向都与外磁场的方向相同，磁体整体上的总磁矩就不零了，对外就表现出磁性来。

磁力传播所依托的介质

截至目前，整个宇宙中物质和物质间存在的相互作用力，科学家们已经将它们归纳为4种基本形式，即引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。其中电磁力和引力是普遍存在于宏观、中观和微观世界，不过空间尺度越大，引力在相互作用时所表现出来的效果就越明显。而强相互作用力和弱相互作用力，主要反映的是微观原子层面的力作用方式。

无论是哪一种力，科学家们判定，它们的“传播”过程都必须依赖相应的、特殊的“空间场”，这种“空间场”需要特定的微观粒子，通过它们的定向移动来承担传递力场作用。根据粒子物理标准模型，截至目前，科学家们对电磁力、强相互作用力、弱相互作用力相对应的基本粒子已经被发现，其中电磁力对应的是光子、强相互作用力对应的是胶子、弱相互作用力对应的是W和Z玻色子。而引力目前科学家们还没有发现明确的传播介质，目前普遍以假设的“引力子”来阐释。

既然磁力属于电磁力的范畴，因此磁场的产生，就需要电磁场作为媒介环境，那也就意味着承载着电磁力传播的基本粒子－光子，也是磁力得以传输的重要媒介。之所以我们看不到磁场中的光线，是因为转递磁力的光子所对应的光线频率，根本就不在可见光范围之内。同时，为了更好地表达磁力的产生，科学家们引入了虚光子的概念，正是带电粒子之间不断地交换虚光子，从而引发了电子能级的跃迁，最终释放出了不同频率的辐射线，从而产生了电磁相互作用力。

为何没有磁金、磁银、磁铜、磁铝呢？

根据前面对组成物质材料性质的分析，铁钴镍是铁磁性物质，容易被外部磁场磁化，而且产生的附加磁场强度很强，所以可以制造出永久性的磁体。而金、银、铜、铝这几样金属，从微观结构上，不具备形成能够与外部磁场环境相同的磁畴微结构，所以很难被同向磁化，也就制作不成吸引相应金属的磁体。

严格意义上来说，金、银、铜、铝也具有磁性的“本能”，只不过恰恰与铁钴镍相反，它们属于抗磁性物质，组成这些物质的原子中，其电子壳层全部由电子“充满”，电子的总磁矩为零。而当受到外部磁场环境影响时，原子中也能够产生一定的电子环流，不过环流产生的磁矩方向，与外界磁场环境相反，而且表现出来的磁化率是一个非常低的数值，仅为-10^(-6)级别，非常得微弱，远远达不到吸住或者排斥相应金属的目的，这也是为何制造不出来磁金、磁银、磁铜、磁铝的原因。