1.1.3　铁磁性之源

——磁力之源是轨道电子的自旋运动

大致而言，永磁体产生的磁力（吸引力），是由该物质的电子状态发生的，而且其与电子自旋（自旋磁性或自旋磁体）相关。在此，所谓电子自旋，是指存在于电子壳层内的电子自转的状态。

图1-5表示铁原子核外电子壳层结构示意。其中，铁原子周围存在K、L、M、N等电子壳层，每个壳层中都按规则排布一定的电子数。以铁为例，各壳层共排布26个电子。其中M壳层的3d轨道为非填满轨道，在此只有14个电子，与满壳层的18个电子相比，尚有4个空位，也就是说，在回旋的非填满轨道上存在4个不成对电子，它们是磁性之源。

若作更详细一点的说明，磁性之源被认为是电子自旋，电子是围绕原子核周围轨道而回旋的，但电子自身也在自转，与由于这种电子的自旋而流动的电子流的方向相对应，会产生磁场（图1-6）。这便是有名的右旋法则。

这种情况，对于顺磁性体来说，由于回旋方向为右旋的和左旋的两个电子成对存在，因此由自旋产生的磁场相互抵消，从而不具有永磁体的性质，这可由量子论加于解释。

除此之外，还有一种理论是交互作用理论。认为所有原子独立具有自旋磁性，即可以看成是独立的自旋永磁体，且原子间按一定规则存在相互作用,由此可以说明铁磁性、顺磁性、抗磁性三种磁性体的不同。也就是说，在显示强磁性的物质中，内部最近邻原子间自旋磁体有相互增强的相互作用；而显示抗磁性的物质中,内部最近邻原子间自旋磁体有相反的相互作用。