基礎磁性物理

序

「磁性（Magnetism）」現象涵蓋了一個極為廣泛的課題，它可以與下列研究領域重疊：例如固態物理、電機工程、機械工程、材料與冶金工程、物理化學等。在工業界被應用的情形更是不勝枚舉，其重要性已不言可喻。作者自從在美國Carnegie-Mellon University物理研究所開始即從事「非晶磁性材料中磁牆運動」之研究，之後，回到中央研究院物理所仍一直持續地在磁性領域從事研究工作，至今已三十六年，在這段時間作者亦分別受聘於臺灣科技大學機械所、海洋大學光電所，及輔仁大學物理所，除指導學生論文外，並於上下學期在各研究所開課，名稱為「磁性物理與材料」。在準備教材時，深深感到市面上缺少一本適於大四或研一同學研讀有關「磁性」的教科書（且一般此類的教科書多為英文原版）。因此，作者特別就這些年研究與教學的經驗以中文寫成有關磁性物理的教科書，供大家分享。

這本書被命名《基礎磁性物理》，基本上，當然是與磁性（特別是鐵磁性）相關。在本書中作者要強調的是有關各項提及的（鐵）磁性其基礎物理方面的探討，較少（或僅偶然地）討論到材料特性與工程實用面。當然，這裡所指的基礎物理包括必須知悉的磁性理論與實驗。因此，這本書應該會給想入門磁學領域者一個良好的開始，讀者在閱讀本書之前僅需具備下列學科的背景知識：電磁學、固態物理、近代物理、固體力學，及熱力學。所以，原則上研讀本書對已修讀完大三課程的大四及研究所同學，應無太大的問題。

本書分為六個章節，第一章：靜磁學，介紹有關磁學中常用到的物理量、單位及其定義。第二章：磁性起源，介紹與磁起源相關之兩基本量—電子之軌道及自旋磁矩及彼此之作用，並進一步討論相鄰兩原子間的交換作用，作為形成鐵磁或反鐵磁現象之基本機制。第三章：磁性種類，介紹包括反磁、順磁、鐵磁、亞鐵磁、螺旋磁、反鐵磁及超順磁幾類常見對磁性的劃分（或種類）。並強調所謂侷限與巡遊電子兩觀點的對比。第四章：磁異方性，探討各磁異方性的起源、種類及實驗測定方式。第五章：鐵（或亞鐵）磁體之磁化與退磁，討論鐵磁體之基本（技術性）磁現象，包括去磁效應、磁路及磁滯曲線。第六章，磁區與磁牆，針對該兩磁性特徵的理論與實驗作討論。最末並附習題與解答，以供自修。

最後，本書的六個章節明顯尚未能包括磁性物理的全部以及其最新的發展，在此僅將之視為跨入磁性領域之入門教材，希望能予讀者有所幫助。