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众所周知，磁石会吸引铁，这是众所周知的事情，想必很多人都曾试图用磁石来接触其他金属，想要测试一下是否能够吸引到它们，但“实验结果”却让人大跌眼镜，因为这些常见的金属，比如金、银、铜，都不会受到它们的吸引。

金、银、铜、铁同属一种金属，为何只有铁才能吸引它？这要从原子的内部结构说起。

我们都知道，原子是由原子核和电子组成的，原子核有正电，有自旋，有负电，而且，当它们旋转的时候，也会在原子核之外的太空中移动，按照麦克斯韦公式，当电场发生改变时，就会形成一个磁场。

相对来说，电子的磁场要比原子核更强，通常都是一千倍以上，所以一个原子之所以不能表现出全部的磁力，是因为原子中的电子与磁场的叠加。

原子内部的电子排列很有规律，我们可以把它理解成：原子核外面有几个“壳层”，离原子核“壳层”越近，能量等级越低，而电子就会倾向于充满较低能量的“壳层”。

每个“壳层”的容量都是有限的，因此在“壳层”被填满的时候，剩余的电子就会将外层的“壳层”填满，而这个“壳层”也被填满了，剩下的电子就会将外层的“壳层”填满。

按照量子力学的说法，在充满了“壳层”的电子中，电子始终是成对排列的，但是因为泡利不相容原则的制约，这些原子不能保持在同一水平，因此，它们所形成的磁场的方向正好相反，从而形成了“互相抵消”的效应。

所以可以这么说，要使一个原子具有完整的磁力，它的最外层“壳层”就不可能处于完全的电子状态，而在已知的众多元素中，能够符合这种要求的，也就是“过渡元素”。

如金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）等与Fe相同的“过渡元素”，为何只有铁才能被磁石所吸引？我们继续往下看。

在铁原子形成结晶的过程中，邻近的铁原子的电子间会有一种特别的量子效应，叫作“交换相互作用”，它的作用是：使邻近的铁原子的磁场沿同一方向排列。

因为量子效应只会导致“大致相同”的原子磁场，所以当铁原子数目过多时，就会产生一片“原子磁场方向基本一致”的小区域，也就是所谓的“磁畴”。

事实上，普通的金属物体都是“原子过多”，因为铁原子的体积实在是太小了（一立方厘米的铁块中含有的铁原子就是8.5×10^22)，因此我们可以推断出，普通的铁质物体中含有很多“磁畴”。

在绝大部分情况下，由于“磁畴”数量较多，因此单个“磁畴”的磁场方向并不完全相同，因此产生的叠加效应会“互相抵消”，因此普通的金属物体一般都没有磁力。

但“磁畴”最大的特点就是其磁场的方向极易受外部磁场的影响，所以当铁质物体靠近磁体时，其内部许多“磁畴”的磁场都会“整齐划一”，并在宏观上呈现出一种“磁化”的状态。

在“磁化”后，铁质物体与磁体会产生电磁场的作用，从而产生彼此的引力，从而产生“铁会被磁铁所吸引”的现象。

除了极少数的铁、镍、钴以外，绝大多数的“过渡元素”（包括金、银、铜）在结晶过程中都不会产生“交换”的量子效应，所以在这些元素组成的金属中，每个原子的磁场都是不规则的，所以它们之间的磁场会产生“互相抵消”的现象，这样就不会产生宏观上的磁性，也就不会受到磁铁的影响。