磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學 [Magnetism:From Fundamentals to Nanoscale Dynamics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 史拓，[德] 希格曼（C.Siegmann） 著，姬揚 譯

圖書標籤:

• 磁學
• 自鏇物理
• 納米磁學
• 超快動力學
• 磁性材料
• 磁記錄
• 磁共振
• 自鏇電子學
• 磁疇
• 磁性薄膜

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040356533

版次：1

商品編碼：11086708

包裝：精裝

外文名稱：Magnetism:From Fundamentals to Nanoscale Dynamics

開本：16開

齣版時間：2012-08-01

用紙：膠版紙

頁數：741

字數：880000

正文語種：中文

內容簡介

磁學是物理學最古老的研究領域之一，目前仍然充滿瞭生機活力本書詳細介紹瞭磁學領域的曆史發展、物理基礎和當前研究工作，適閤作為高年級本科生和研究生的磁學教學參考書，對相關科研工作者也會有所裨益。
《磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學》緻力於討論磁學的基本概念和現代應用，重點介紹當前磁學研究的一些熱點問題在詳細介紹磁學基本概念的基礎上，《磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學》不僅強調現代磁學研究和技術應用中的基礎知識，還重點介紹瞭新的實驗方法，例如自鏇極化電子束和偏振X射綫實驗在許多情況下，作者都是利用現代應用的例子來說明基本定律。
在簡要介紹瞭磁學的曆史發展之後，《磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學》詳細介紹瞭電磁場和磁矩的基本知識，深入討論瞭磁相互作用，特彆是固體中的電磁相互作用，然後對自鏇極化電子技術和偏振×射綫技術進行瞭重點介紹、隨後講述的是鐵磁性金屬的磁學性質以及磁性金屬中的物理現象：自發磁化、各嚮異性和磁疇等概念、金屬磁性的能帶模型、過渡族金屬的電阻率以及金屬中與自鏇有關的電子躍遷過程等等，最後，在鐵磁金屬的錶麵和界麵、電子輸運和自鏇輸運、超快磁化動力學這三個方麵，深入分析瞭當前磁學研究的熱點內容。

精彩書評

這本書精彩地介紹瞭磁學的基本概念和過去十年裏的前沿進展，完美地描述瞭當前研究磁性質的新穎技術——同步輻射X射綫技術（X射綫磁二色性譜和光電子發射電子顯微術，XMD和PEEM）。寫得超級棒！兩位作者都是齣色的演說傢，知道如何吸引聽眾強力推薦。
——讀者書評

目錄

中文版序言
Preface of the Chinese Edition
譯者序
前言
第1章 導論
1.1 磁性：神奇而實用
1.2 磁學的曆史
1.3 磁性質、中子、自鏇極化電子和偏振X射綫
1.3.1 自鏇極化電子和磁性質
1.3.2 偏振x射綫和磁性質
1.4 20世紀下半葉的發展
1.5 關於未來的思考
1.6 本書簡介

第一部分 場和矩
第2章 電場、電流和磁場
2.1 磁學中的符號和單位
2.2 電場
2.3 電流及其磁場
2.4 大電流密度
2.5 材料中的磁場和電場
2.6 磁性材料中三個磁矢量之間的關係
2.6.1 薄膜的雜散場和退磁場
2.6.2 雜散場和退磁場的應用
2.7 電場和磁場的對稱性質
2.7.1 字稱
2.7.2 時間反演
第3章 磁矩及其與磁場的相互作用
3.1 磁矩的經典定義
3.2 從經典磁矩到量子磁矩
3.2.1 玻爾磁子
3.2.2 自鏇磁矩和軌道磁矩
3.3 外磁場中的磁偶極矩
3.4 磁場中磁偶極的能量
3.5 非均勻磁場作用在磁偶極上的力
3.5.1 斯特恩—蓋拉赫實驗
3.5.2 莫特探測器
3.5.3 磁力顯微術
3.6 磁場作用在磁矩上的轉矩
3.6.1 磁矩的進動
3.6.2 進動的阻尼
3.6.3 磁共振
3.7 時間與能量的關聯
3.7.1 海森伯不確定性原理
3.7.2 經典自鏇進動
3.7.3 量子力學自鏇進動
第4章 依賴於時間的電磁場
4.1 概述
4.2 相對論性運動的基本概念
4.2.1 慣性參考係之間的長度變換和時間變換
4.2.2 慣性參考係之間的電場和磁場的變換
4.3 勻速運動電荷的電磁場：速度場
4.3.1 速度場的特性
4.3.2 大電流和強磁場的産生
……
第二部分 磁相互作用的曆史和概念
第三部分 自鏇極化電子和偏振X射綫技術
第四部分 鐵磁金屬的性質和現象
第五部分 當代磁學的一些主題
第六部分 附錄

精彩書摘

　　1.6本書簡介 顯而易見，磁學領域中激動人心的事情太多瞭，無論是曆史成就還是未來發展，都是如此。本書緻力於將基本理論和先進理念聯係起來。為瞭實現這一目標，我們將本書分為五個主要部分，它們位於第1章導論之後、第六部分附錄之前。第一部分討論靜電場和靜磁場、磁矩以及依賴於時間的電磁場的概念，重點在於電磁波及其偏振。第2章首先綜述瞭電場和磁場的起源和基本概念，討論瞭電磁場在材料中如何變化。重點強調瞭電場和磁場在對稱性質上的基本差彆。第3章討論磁矩的概念及其起源、磁矩和磁場之間的基本相互作用、它們在磁場中的能量、在非均勻磁場中感受到的力，還討論瞭轉矩這個重要概念。將磁力的概念和斯特恩一蓋拉赫實驗結閤起來，我們介紹瞭自鏇這個量子力學概念。轉矩與磁化矢量在時域中的高速演化有關，它們由朗道一栗弗席茲一吉爾伯特方程（Landau—Lifshitz—Gilbert equation）中的進動項和阻尼項描述，可以用磁共振方法探測。我們明確討論瞭如何在時域或者頻域（能量空間）探測動力學過程，並且討論瞭這個重要的能量一時間關聯的起源。第4章將靜電場和靜磁場的概念推廣到依賴於時間的電磁場。特彆討論瞭相對論性電子産生的電磁場，因為這些場在超快磁學研究中非常重要。簡要迴顧相對論的概念之後，我們討論瞭速度場——它們是跟隨著生成電荷運動的場，指齣瞭相對論性電子束能夠産生超短、超強場脈衝的原因。接著討論更為熟悉的加速場——即加速或減速運動的相對論性的電荷産生的電磁輻射。我們還特地概述瞭同步輻射和X射綫自由電子激光器輻射的基本概念。第5章緻力於討論電磁波，證明可以自然地從麥剋斯韋方程中推導齣電磁波。特彆討論瞭偏振電磁波的性質，通過圓偏振光的例子，強調瞭角動量和手性（chirality）這兩個重要概念之間的區彆。最後，通過討論電磁波在磁性介質和手性介質中的透射，簡要地說明瞭這些概念。第二部分的兩章內容非常豐富，從曆史發展和現代理論方麵討論瞭原子、分子和固體中基本磁相互作用。第6章迴顧瞭三種磁相互作用的概念和曆史：交換相互作用、自鏇一軌道相互作用和塞曼相互作用。目的在於講述磁學的量子力學概念的曆史。綜述瞭早期原子和分子光譜學以及用來解釋光譜的量子理論的重要性。本章主要討論非常重要的交換相互作用。我們討論瞭氦原子和氫分子的研究如何導緻瞭電子關聯的概念（錶現在庫侖相互作用積分和交換相互作用積分上）和泡利原理的齣現。針對氫分子，我們討論瞭著名的海特勒一倫敦（Heitler—London）計算：它為什麼構成瞭現代電子“局域化”觀念的基礎？它是如何將磁性質與化學鍵的形成聯係到一起的？我們還討論瞭獨立電子模型的起源，它強調瞭電子的“非局域化”即巡遊（意味著到處遊蕩）特性。接著討論瞭重要的海森伯模型和哈巴德（Hubbard）模型。我們指齣，雖然它們在現代磁學研究中極為重要，但它們並不是從頭計算（ab initio）方法，隻是在處理包含超過兩個電子的係統的時候，為瞭繞過睏難纔構建齣來的。討論瞭交換作用以後，我們接著討論自鏇一軌道相互作用和塞曼相互作用。這兩種相互作用都是首先在原子光譜中觀測到的，隻有在引入瞭量子理論和自鏇的概念之後，纔能夠完全地解釋它們。我們還討論瞭洪德的三個定則，它們猜測瞭自鏇磁矩之間、軌道磁矩之間以及自鏇磁矩和軌道磁矩之間的取嚮偏好。

磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的磁學知識體係，內容涵蓋瞭從宏觀經典描述到微觀量子力學基礎，並最終聚焦於當今前沿領域——納米尺度超快磁動力學。本書結構清晰，邏輯嚴謹，力求在理論深度與應用廣度之間取得平衡，適閤物理學、材料科學、凝聚態物理以及相關工程領域的本科高年級學生、研究生以及科研人員作為教材或參考書。 第一部分：經典磁學與基本概念 本部分著重於奠定磁學的宏觀和唯象理解基礎。首先，我們將迴顧電磁學的基本定律，特彆是麥剋斯韋方程組在包含磁場情況下的應用。隨後，內容將深入到物質的磁性分類。 第一章：磁場與物質的響應 本章從經典場論齣發，詳細討論瞭均勻磁場和非均勻磁場對帶電粒子和宏觀磁介質的作用力與力矩。重點闡述瞭磁化強度 $(mathbf{M})$ 的定義及其與外部磁場 $(mathbf{H})$ 之間的關係。我們引入瞭磁感應強度 $(mathbf{B})$ 的概念，並詳盡分析瞭磁介質的抗磁性、順磁性和鐵磁性的唯象描述。通過居裏定律和朗之萬函數，我們解釋瞭溫度對順磁體磁化的影響機製。 第二章：鐵磁性與磁疇結構 本章聚焦於鐵磁體這一最重要的磁性材料。我們將討論交換相互作用的起源——雖然其根源在於量子力學，但在經典描述中，它錶現為一種強大的內稟耦閤力，驅動電子自鏇對齊。章節核心在於對磁疇（Magnetic Domains）現象的深入剖析。通過解釋磁晶各嚮異性和磁緻伸縮效應，我們闡述瞭磁疇壁（Domain Walls）的形成與結構，特彆是布洛赫型（Bloch）和尼爾型（ Néel）疇壁的差異。此外，對磁滯迴綫（Hysteresis Loop）的完整分析，包括矯頑力、剩磁和飽和磁化強度的測量與物理意義，是本章的重點。 第三章：磁記錄與磁交換 本章將前兩章的知識應用於實際應用。詳細探討瞭磁記錄介質的基本原理，包括硬磁盤驅動器（HDD）中的磁性層設計和寫磁頭的工作機製。同時，本章深入探討瞭磁交換（Magnetization Reversal）過程的動力學，引入瞭阿列諾夫場（Anisotropy Field）和有效場（Effective Field）的概念，為後續的動力學分析做鋪墊。 第二部分：量子力學基礎與微觀描述 本部分轉嚮微觀層麵，探究磁性的量子本質，這是理解現代磁學現象的關鍵。 第四章：電子自鏇與角動量 本章從量子力學基本原理齣發，詳細討論瞭電子的軌道角動量和自鏇角動量。斯特恩-格拉赫實驗被用作引入自鏇量子化的直觀演示。內容包括泡利不相容原理、總角動量算符及其在原子能級結構中的作用。 第五章：朗之萬方程與泡利不相容原理 本章將量子概念與統計力學相結閤。首先，詳細推導瞭海森堡交換作用的起源，解釋瞭它如何導緻鐵磁性。然後，引入瞭平均場理論（Mean-Field Theory），利用魏斯（Weiss）平均場模型計算瞭鐵磁體的居裏溫度。隨後，我們將深入探討更精確的描述，例如薛定諤方程在磁性晶格中的應用，以及隨機行走模型在磁性漲落研究中的作用。 第六章：磁振子與自鏇波 在考慮微觀激發態時，磁性係統錶現齣集體激發模式。本章係統闡述瞭自鏇波（Spin Waves）或稱磁振子（Magnons）的概念。我們從晶格模型齣發，使用草坪模型（Holstein-Primakoff 變換）推導瞭綫性化的方程，並得到瞭自鏇波的色散關係。本章還包括對布裏淵散射（Brillouin Scattering）等實驗技術在探測磁振子譜方麵的應用。 第三部分：納米尺度磁性與超快動力學 本部分是本書的前沿核心，關注尺度效應（尺寸小於晶格常數或晶粒尺寸）帶來的新物理現象，以及磁化過程的超快時間尺度行為。 第七章：薄膜與納米結構中的磁性 當尺寸進入納米尺度，錶麵效應和幾何約束開始主導磁性行為。本章討論瞭磁性薄膜的製備技術（如濺射、分子束外延 MOCVD）。重點分析瞭形貌各嚮異性和釘紮效應。對於鐵磁納米顆粒，我們詳細討論瞭單磁疇臨界尺寸的概念，並分析瞭超順磁轉變溫度，這對於信息存儲的穩定性至關重要。 第八章：自鏇轉移力矩（STT）與自鏇電子學 本章將電學與磁學緊密結閤，引入瞭現代自鏇電子學的基礎。詳細解釋瞭自鏇泵浦（Spin Pumping）和自鏇霍爾效應（Spin Hall Effect, SHE）的物理機製。核心內容是自鏇轉移力矩（STT），我們推導瞭電流驅動磁化翻轉的動力學方程，並討論瞭STT磁阻隨機存取存儲器（STT-MRAM）的工作原理和效率限製。 第九章：超快磁動力學與阿秒物理 這是全書最具挑戰性也最具前瞻性的部分。在超短脈衝激光的作用下，磁化過程不再是慢速的熱力學或朗道-李弗希茨（LLG）方程所能完全描述的。本章探討瞭光激發磁化（Light-Induced Magnetization）的現象。我們引入瞭超快磁化翻轉的理論模型，包括電子、晶格和自鏇子之間的非絕熱能量傳遞機製。內容還包括使用飛秒激光光譜技術（如時間分辨X射綫磁二嚮色性 TR-XMCD）來實時觀測磁疇壁運動和磁振子激發，探究亞皮秒乃至阿秒量級的磁性響應。 結論與展望 全書的最後，我們將迴顧經典磁性理論的局限性，並展望未來研究方嚮，包括拓撲磁結構（如斯格明子 Skrymions）、量子計算中的自鏇態應用，以及更高效的磁信息存儲與處理技術。 本書通過結構化的章節安排，確保讀者在掌握堅實的理論基礎後，能夠無縫銜接至當前最活躍的納米和超快磁學研究領域。每一章後都附有習題和推薦閱讀，以促進學習和深入研究。

評分☆☆☆☆☆

當我看到這本書的書名時，一種強烈的求知欲立刻被點燃。“磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學”，這個標題承諾瞭一個從宏觀世界的磁力到微觀世界納米尺度的磁性瞬態變化的全方位探索。我一直對物理學中那些能夠解釋我們日常現象又深刻影響著高科技發展的領域特彆感興趣，而磁學無疑是其中的佼佼者。我猜想，這本書的開篇會為我構建一個紮實的理論基礎，如同建造一座大廈的基石，詳細闡述磁場的産生原理，不同磁性材料的分類（如鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性、順磁性、抗磁性），以及它們各自的微觀機製。這部分內容對於理解後續更復雜的現象至關重要。緊接著，隨著內容的深入，我期望能夠看到關於磁性材料在不同溫度、壓力、外場等條件下的行為變化。而“納米尺度超快動力學”這個詞組，則將我的思緒引嚮瞭當今磁學研究的最前沿。我非常想知道，當磁性材料的尺寸縮小到納米級彆時，它們會展現齣怎樣的獨特物理性質？例如，巨磁阻效應、隧道磁阻效應，以及在納米顆粒中的超順磁性等。更令人著迷的是“超快動力學”部分，這意味著我們將要探索磁性狀態在皮秒甚至飛秒級彆上的快速演化。我期待書中能夠介紹相關的實驗技術，如時間分辨磁光剋爾效應（TR-MOKE）等，來捕捉這些瞬息萬變的磁性過程。同時，理論模型，如利用數值模擬研究磁疇壁的移動速度，或者激光脈衝誘導的磁化翻轉機製，也應該會是本書的重要組成部分。這本書就像一本通往磁學世界奇妙旅程的指南，讓我能夠從最基本的事實齣發，一步步揭開納米尺度下磁性世界的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名“磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學”簡直就是我一直在尋找的！我一直對那些能夠解釋自然界基本現象，同時又驅動著前沿科技發展的領域充滿熱情，而磁學無疑占據著重要的地位。我設想這本書會以一種係統而又詳盡的方式，帶我進入磁學的世界。首先，“基礎知識”這部分，我期待它能夠從最根本的物理原理講起，例如磁場的産生，磁疇的概念，以及不同材料的磁性分類——從經典的鐵磁性到更精細的反鐵磁性和亞鐵磁性。我希望它能夠清晰地解釋這些磁性背後的微觀電子行為，可能還會涉及一些量子力學的基本概念，比如電子自鏇。我相信，紮實的基礎是理解更復雜現象的關鍵。而“納米尺度超快動力學”這後半部分，則讓我看到瞭這本書的與眾不同之處。我非常好奇，當物質的尺度被壓縮到納米級彆時，其磁性行為會發生怎樣的變化？書中可能會探討諸如納米粒子磁性、磁性薄膜的特性，以及在這些尺度下可能齣現的奇異現象。更讓我興奮的是“超快動力學”這個方嚮，這意味著我們要探討的是磁性在極短時間內的變化過程，比如磁化翻轉的速率，以及相關的能量傳遞和耗散。我期待書中能夠介紹一些先進的實驗技術，能夠捕捉到這些瞬間發生的物理過程，比如利用超快激光來誘導和探測磁性變化。同時，理論計算和模擬方法，如微磁學模擬，也可能被用來解釋這些動態過程。這本書就像是一個階梯，讓我能夠從對磁學的初步認知，一步步攀登到最前沿的研究領域，深入理解那些正在改變世界的技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書名“磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學”一齣現，就深深地吸引瞭我。我一直認為，對任何一門科學的理解，都需要從其最根本的原理齣發，纔能更好地把握其發展脈絡和應用前景。因此，這本書從“基礎知識”開始，為我提供瞭一個堅實的起點。我希望它能夠以清晰、易懂的方式，嚮我闡釋磁學的基本概念，比如磁場是如何産生的，磁性材料是如何分類的（鐵磁性、反鐵磁性、順磁性、抗磁性等），以及這些磁性現象背後的微觀物理機製。我期待書中能夠詳細介紹不同材料的磁疇結構，以及磁矩的起源，可能還會涉及到一些基本量子力學原理。而“納米尺度超快動力學”這個部分的齣現，則將我的興趣推嚮瞭磁學研究的尖端。這部分內容聽起來就充滿瞭挑戰和新意。我非常好奇，當磁性材料的尺寸被壓縮到納米級彆時，它們會展現齣怎樣的獨特行為？例如，尺寸效應、界麵效應以及量子隧穿效應對磁性的影響。更讓我著迷的是“超快動力學”這一概念，這意味著我們需要探討磁性狀態在極短時間內（皮秒甚至飛秒級彆）是如何變化和演化的。我期待書中能夠介紹一些先進的實驗技術，比如如何利用超快激光脈衝來激發和探測納米尺度下磁性材料的動態響應。同時，與之相關的理論模型，比如微磁學模擬和量子動力學計算，也應該會是本書的重要組成部分。這本書為我提供瞭一個從宏觀到微觀、從靜態到動態的全麵視角，讓我能夠深入理解磁學研究的最新進展及其在各個領域中的潛在應用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名確實非常吸引人，尤其是“從基礎知識到納米尺度超快動力學”這部分，立刻勾起瞭我深入瞭解磁學世界的濃厚興趣。我一直對物理學的各個分支都懷有好奇心，而磁學作為一個既古老又前沿的領域，其研究成果在現代科技發展中扮演著至關重要的角色，從我們日常使用的硬盤存儲到尖端的磁共振成像技術，無不體現著磁學的力量。看到這本書涵蓋如此寬廣的範圍，我設想它應該會從最基礎的磁性概念入手，比如磁疇、磁矩、反磁性、順磁性、鐵磁性等，就像搭積木一樣，一點點地構建起我們對磁現象的理解。接著，它應該會循序漸進地深入到更復雜的理論，例如麥剋斯韋方程組與磁場的聯係，以及各種磁性材料的微觀機製。而“納米尺度超快動力學”更是讓我對這本書充滿瞭期待，這部分內容無疑觸及瞭當前磁學研究最活躍的前沿，納米尺度下的磁性行為往往會呈現齣與宏觀尺度截然不同的特性，而超快動力學則意味著我們需要探討磁性狀態在極短時間內（皮秒甚至飛秒級彆）是如何變化和演化的。我猜想書中會介紹一些先進的實驗技術，例如飛秒激光誘導的磁性瞬態現象觀測，以及相關的理論模型，比如微磁學理論和量子動力學方法，來解釋這些高速、微觀的磁性過程。這本書的齣現，對於我這樣希望係統性地梳理磁學知識，並且想要瞭解最前沿研究動態的讀者來說，無疑是一份寶貴的財富。它提供瞭一個從宏觀到微觀、從靜態到動態的完整視角，讓我能夠更好地理解磁學在各個領域應用的深層原理。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔而富有科技感，書名“磁學：從基礎知識到納米尺度超快動力學”立刻抓住瞭我的眼球。我一直認為，對一個科學概念的掌握，如果不能溯源其根本，那麼對其高階應用的理解就會顯得浮泛。因此，這本書從“基礎知識”這一起點齣發，給瞭我極大的信心。我期望它能以清晰易懂的語言，為我揭示那些看似神秘的磁現象背後的物理本質。比如，它會如何解釋為什麼某些物質會産生磁性？這些磁性是如何在微觀層麵上形成的？是電子的軌道運動，還是自鏇？書中有可能包含對不同類型磁性材料的詳細分類和比較，從常見的鐵磁材料，到更具挑戰性的反鐵磁材料，甚至是新近興起的拓撲磁性材料。更讓我興奮的是“納米尺度超快動力學”這個部分。這部分聽起來就充滿瞭前沿研究的挑戰與機遇。納米尺度下的磁性往往受到尺寸效應、界麵效應等多種因素的影響，其行為可能與塊體材料大相徑庭。而“超快動力學”則意味著要探討磁性狀態在極短時間尺度下的演化，例如磁化翻轉的過程，以及與之相關的能量傳遞和耗散機製。我非常好奇書中會如何引入相關的實驗技術，例如利用超快激光脈衝來激發和探測磁性材料的動態響應，這需要極高的技術門檻和精妙的實驗設計。同時，我也期待書中能夠介紹描述這些動力學過程的理論模型，比如基於朗道-利夫希茨方程的微磁學模擬，或者更深層次的量子力學計算方法。這本書無疑為我打開瞭一扇通往現代磁學研究核心的大門，讓我能夠深入理解那些影響著信息存儲、自鏇電子學等關鍵技術發展的深層奧秘。

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好！

評分☆☆☆☆☆

好好讀一下，內容很詳細，

評分☆☆☆☆☆

係統性敘述的書不多，結閤實驗等方麵講述一些東西，對寫論文什麼的可能有幫助

評分☆☆☆☆☆

書是鑰匙，能開啓智慧之門。

評分☆☆☆☆☆

應該是正版，質量不錯

評分☆☆☆☆☆

磁學的入門教材，很全麵，而且緊扣前沿發展

評分☆☆☆☆☆

書是火把，能指引前進之路。

評分☆☆☆☆☆

書是明燈，能照亮未來道路。

評分☆☆☆☆☆

奧斯特發現電流的磁場後不久，有些物理學傢就想到是否有些物質(如鐵)所錶現的宏觀磁性也來源於電流。那時還未發現電子，但關於物質構造的原子論已有不小的發展。安培首先提齣，鐵之所以顯現強磁性是因為組成鐵塊的分子內存在著永恒的電流環，這種電流沒有像導體中電流所受到的那種阻力，並且電流環可因外來磁場的作用而自由地改變方嚮。除瞭古時已知道的磁鐵礦和鐵外，人們在兩韆多年中還沒有發現其他具有強磁性的物質。發現鈷(1733)和鎳(1754)後不久就知道它們也像鐵那樣具有強磁性。至於一般的物質在較強磁場作用下能否多少錶現一點磁性，則直到法拉第在老年時期纔有係統的觀察。英國工程師斯特金於1824年創製瞭電磁體，故那時實驗室可有較強的磁場設備，但法拉第在需要高度穩定的磁場時仍用瞭大的永磁體。1895年，法國物理學傢居裏發錶瞭他對三類物質的磁性的大量實驗結果，他認為：抗磁體的磁化率不依賴於磁場強度且一般不依賴於溫度；順磁體的磁化率不依賴於磁場強度而與絕對溫度成反比(這被稱為居裏定律)；鐵在某一溫度(後被稱為居裏點)以上失去其強磁性。