花花世界: 如果把磁铁磨成球，其磁极情况应该是怎样的？

上次写的答案好像有点答非所问，很多人看不懂~~~

简单说一下，磁铁之所以有铁磁性，是因为材料里面有很多小磁矩(比如原子磁矩)，然后这些磁矩平行排列起来，磁矩指向的方向就是N极，反方向为S极。

所以磁极的分布就是由磁矩的排列决定的！

在铁磁材料中，磁矩的排列方向是沿着“有效磁场”，

“有效磁场” = 外磁场 + 内磁场 (材料晶体结构决定) + 退磁场 (磁铁的形状决定)

硬磁材料就是内磁场很大，去掉外磁场后，磁矩还是排列在内磁场的方向上；

软磁材料内磁场很小，撤掉外磁场，磁矩就乱掉(或者由退磁场决定，按照形状排列)，磁极消失。

一般磁铁都是硬磁，它的内磁场很大远大于退磁场，形状几乎不起作用了，所以不管磨成什么样，磁矩排列不会变化，磁极不会变化。

回答你的问题之前，先介绍一点磁学的基本知识(大白话版)，

1. 什么是铁磁性

材料里面如果原子有磁矩，就可以称之为磁性材料。（至于磁矩的起源，完全是量子力学的效应了，超出话题的范畴了）

铁，钴，镍，锰等等和它们的合金原子都有磁矩，是常见的磁性材料。而金银铜铝等等原子没有磁矩，是非磁性材料。

但磁性包括铁磁性，反铁磁性，自旋玻璃等等，(尽管很多人默认磁性就是铁磁)，

在铁磁性材料中(下图中的每个箭头代表一个原子的磁矩)

相邻的磁矩平行排列，整体表现出铁磁性。

而反铁磁材料中，因为相邻磁矩都是反平行排列，磁矩都相互抵消了，整体不显示磁性。

还有好几类磁性材料，不具体说了

2. 铁磁材料里面的磁矩排列

下面只说铁磁材料。

对于一大块材料(磁铁)，它的自发磁矩不会都沿着一个方向排列，而会分畴。

这样，尽管材料是铁磁的，但是由于分成了很多磁畴，相互抵消了，也没有整体磁性。技术上这个叫磁铁的完全“退磁态”。

如果磁铁放在大磁场下，可以把所有磁矩都拉到同一个方向，“饱和磁化”，

对于硬磁材料，撤去磁场之后，磁矩还是单畴的沿着一个方向。

例如上面的图，磁铁的右边是N极，左边是S极。

日常生活接触的永磁铁，都是硬磁材料制成的。所谓永磁，就是撤去磁场还有磁性的意思

而对于软磁材料，撤去磁场，又回到“退磁态”，磁性消失，没有磁极，软磁通常用于电磁铁的铁芯。

3. 形状对磁铁磁极的影响

下面涉及到对你问题的回答了。

先说一下答案，对于硬磁材料的永磁体，形状的影响可以忽略不计，其磁极分布和材料本身，以及磁化历史有关。也就是说最初在大磁场下饱和磁化的时候，外磁场加在哪个方向，N极就在那个方向。环型还是球型没有区别。

貌似这个答案有点无聊~~~

那么，继续说一下，如果是软磁材料，比如Permalloy，那么磁矩的分布会取决于形状，尺寸等等，会比较好玩。

首先，对于圆盘，有可能出现磁性涡旋，圆盘中磁矩是旋转着排列，但是中心竖起来。