[科普中国]-完全抗磁性

完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象。这一现象由德国科学家迈斯纳发现，因此又称为迈斯纳效应。超导体还是完全的抗磁体,外加磁场无法进入或(严格说是)大范围地存在于超导体内部,这是超导体的另一个基本特性。

概念完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象。这一现象由德国科学家迈斯纳发现，因此又称为迈斯纳效应。超导体还是完全的抗磁体，外加磁场无法进入或(严格说是)大范围地存在于超导体内部，这是超导体的另一个基本特性。

发展历史完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象。这一现象是德国科学家迈斯纳发现的，因此又称为迈斯纳效应。他在实验中发现，放在磁场中的球形的锡在过渡到超导态的时候，锡球周围的磁场都突然发生了变化，磁力线似乎一下子被排斥到导体之外。进一步研究发现，原来超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导电流，这一电流产生的磁场，恰巧抵消了超导体内部的磁场。

理论诠释一切物质都具有磁性，任何空间都存在磁场，只是强弱不同而已。磁化率k是材料的磁化强度M与外磁场强度H的比值。它的大小反映了物质磁化的难易程度，也是对物质磁性分类的主要依据。

物体的磁化强度M与磁场强度H的方向相反。从M=kH的关系来看，磁化率k是负的，原子磁化率的数量级约为10－5—10－6eMu。

抗磁性的本质是电磁感应定律的反映。外加磁场使电子轨道动量矩发生变化，从而产生了一个附加磁矩，磁矩的方向与外磁场方向相反。在磁场作用下，电子围绕原子核的运动是和没有磁场时的运动一样，但同时叠加了一项轨道平面绕磁场方向的进动，即拉莫尔进动。

大多数物质的抗磁性被其顺磁性所掩盖，只有一小部分物质表现出抗磁性。惰性气体原子表现出的抗磁性可直接测量。一些离子的抗磁性只能从其他测量结果中推算得到。这些物质的k抗的绝对值与原子序数Z成正比，并与外层电子的轨道半径的平方成正比，与温度的变化无关，称为正常抗磁性。少数材料（如Bi，Sb）的k抗比较大（可达10－4—10－3量级），随温度上升变化较快，称为反常抗磁性。早年曾用Bi做测量磁场的传感器材料。金属中自由电子也具有抗磁性，并与温度无关，称朗道抗磁性。但因其绝对值为其顺磁性的1/3，始终被掩盖不易测量。在特殊条件下，金属的抗磁性随磁场的变化有振荡特征，称为德哈斯－范阿尔文效应，是费米面测量的重要方法。超导体中有超导电流时，存在迈斯纳效应时具有很强的抗磁性，其抗磁磁导率为－4π。

抗磁性抗磁性是指一种弱磁性。组成物质的原子中，运动的电子在磁场中受电磁感应而表现出的属性。外加磁场使电子轨道动量矩绕磁场进动，产生与磁场方向相反的附加磁矩，故磁化率k抗为很小的负值（10－5—10－6量级）。因此，所有物质都具有抗磁性1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学