2.1.2　磁畴

——所有磁偶极子（磁矩）定向排列的区域

法国科学家外斯系统地提出了铁磁性假说：铁磁性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，自发磁化至饱和，称为自发磁化；铁磁体自发磁化成若干个小区域，这种自发磁化至饱和的小区域称为磁畴（图2-3、表2-1）。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。

图2-3　何谓磁畴——所有磁偶极子同向排列的区域

　

(每个磁畴中的所有磁偶极子同向排列，但畴与畴之间随机排列，所以不存在净磁矩)

实验证明，铁磁性物质自发磁化的根源是原子磁矩，而且在原子磁矩中起主要作用的是电子自旋磁矩。原子的电子壳层中存在没有被电子填满的状态是产生铁磁性的必要条件。另外，产生铁磁性还要考虑形成晶体时，原子直接的互相键和的作用是否对形成铁磁性有利。原子互相接近形成分子时，电子云要相互重叠，电子要相互交换位置。对于过渡族金属，原子的3d状态和4s状态能量相差不大，电子云也会重叠，引起s、d电子的再分配。这种交换产生交换能，这种交换可能使得相邻原子内d层未抵消的自旋磁矩同向排列起来。当磁性物质内部相邻原子的电子交换积分为正时，相邻原子磁矩将同向平行排列，从而实现自发磁化。这种相邻原子的电子交换效应，其本质仍是静电力迫使电子自旋磁矩平行排列，其作用效果好像强磁场一样。外斯分子场就因此得名。

磁畴已被实验观察所证实，有的磁畴大而长，称为主畴，其自发磁化方向必定沿着晶体的易磁化方向。小而短的磁畴称为副畴，其磁化方向不一定就是晶体的易磁化方向。