淺析磁疇觀察的原理分析

磁疇觀察理論是用量子理論從微觀上說明鐵磁質的磁化機理。所謂磁疇，是指鐵磁體材料在自發磁化的過程中為降低靜磁能而產生分化的方向各異的小型磁化區域，每個區域內部包含大量原子，這些原子的磁矩都像一個個小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區域之間原子磁矩排列的方向不同，如圖所示。各個磁疇之間的交界面稱為磁疇壁。宏觀物體一般總是具有很多磁疇，這樣，磁疇的磁矩方向各不相同，結果相互抵消，矢量和為零，整個物體的磁矩為零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是說磁性材料在正常情況下并不對外顯示磁性。只有當磁性材料被磁化以后，它才能對外顯示出磁性。
磁疇原理分析
磁疇的存在是能量極小化的后果。這是物理學家列夫·朗道和葉津·李佛西茲（Evgeny Lifshitz）提出的點子。假設一個鐵磁性長方體是單獨磁疇，則會有很多正磁荷與負磁荷分別形成于長方塊的頂面與底面，從而擁有較強烈的磁能。假設鐵磁性長方塊分為兩個磁疇，其中一個磁疇的磁矩朝上，另一個朝下，則會有正磁荷與負磁荷分別形成于頂面的左右邊，又有負磁荷與正磁荷相反地分別形成于底面的左右邊，所以，磁能較微弱，大約為圖a的一半。假設鐵磁性長方塊是由多個磁疇組成，如圖c所示，則由于磁荷不會形成于頂面與底面，只會形成于斜虛界面，所有的磁場都包含于長方塊內部，磁能更微弱。這種組態稱為“閉磁疇”（closure domain），是小能量態。
當鐵磁質處于外磁場中時，那些自發磁化方向和外磁場方向成小角度的磁疇其體積隨著外加磁場的增大而擴大并使磁疇的磁化方向進一步轉向外磁場方向。另一些自發磁化方向和外磁場方向成大角度的磁疇其體積則逐漸縮小，這時鐵磁質對外呈現宏觀磁性。當外磁場增大時，上述效應相應增大，直到所有磁疇都沿外磁場排列達到飽和。由于在每個磁疇中個單元磁矩已排列整齊，因此具有很強的宏觀磁性。