日报标题：如果把磁铁磨成球形，磁极会跑到哪里去？ dahai wei，磁学/自旋电子学 回答你的问题之前，先介绍一点磁学的基本知识（大白话版）： 1. 什么是铁磁性 材料里面如果原子有磁矩，就可以称之为磁性材料。（至于磁矩的起源，完全是量子力学的效应了，超出话题的范畴。） 铁，钴，镍，锰等等和它们的合金原子都有磁矩，是常见的磁性材料。而金银铜铝等等原子没有磁矩，是非磁性材料。 但磁性包括铁磁性，反铁磁性，自旋玻璃等等，（尽管很多人默认磁性就是铁磁）。 在铁磁性材料中(下图中的每个箭头代表一个原子的磁矩) 相邻的磁矩平行排列，整体表现出铁磁性。 而反铁磁材料中，因为相邻磁矩都是反平行排列，磁矩都相互抵消了，整体不显示磁性。 还有好几类磁性材料，不具体说了。 2. 铁磁材料里面的磁矩排列 下面只说铁磁材料。 对于一大块材料(磁铁)，它的自发磁矩不会都沿着一个方向排列，而会分畴。 这样，尽管材料是铁磁的，但是由于分成了很多磁畴，相互抵消了，也没有整体磁性。技术上这个叫磁铁的完全“退磁态”。 如果磁铁放在大磁场下，可以把所有磁矩都拉到同一个方向，“饱和磁化”， 对于硬磁材料，撤去磁场之后，磁矩还是单畴的沿着一个方向。 例如上面的图，磁铁的右边是 N 极，左边是 S 极。 日常生活接触的永磁铁，都是硬磁材料制成的。所谓永磁，就是撤去磁场还有磁性的意思 而对于软磁材料，撤去磁场，又回到“退磁态”，磁性消失，没有磁极，软磁通常用于电磁铁的铁芯。 3. 形状对磁铁磁极的影响 下面涉及到对你问题的回答了。 先说一下答案，对于硬磁材料的永磁体，形状的影响可以忽略不计，其磁极分布和材料本身，以及磁化历史有关。也就是说最初在大磁场下饱和磁化的时候，外磁场加在哪个方向，N 极就在那个方向。环型还是球型没有区别。 那么，继续说一下，如果是软磁材料，比如 Permalloy，那么磁矩的分布会取决于形状，尺寸等等，会比较好玩。 首先，对于圆盘，有可能出现磁性涡旋，圆盘中磁矩是旋转着排列，但是中心竖起来。 变成圆环，就是洋葱态了 这几种情形，都很难定义传统的磁极了 至于磁性球，一种磁矩分布如下图： 上面的图可能不好懂，再简单说一下，磁铁之所以有铁磁性，是因为材料里面有很多小磁矩（比如原子磁矩），然后这些磁矩平行排列起来，磁矩指向的方向就是 N 极，反方向为 S 极。 所以磁极的分布就是由磁矩的排列决定的！ 在铁磁材料中，磁矩的排列方向是沿着“有效磁场”， “有效磁场” = 外磁场 + 内磁场 （材料晶体结构决定)）+ 退磁场 （磁铁的形状决定） 硬磁材料就是内磁场很大，去掉外磁场后，磁矩还是排列在内磁场的方向上； 软磁材料内磁场很小，撤掉外磁场，磁矩就乱掉(或者由退磁场决定，按照形状排列)，磁极消失。 一般磁铁都是硬磁，它的内磁场很大远大于退磁场，形状几乎不起作用了，所以不管磨成什么样，磁矩排列不会变化，磁极不会变化。 阅读原文
