磁铁的成分是铁、钴、镍等原子，其原子的内部结构比较特殊，本身就具有磁矩。磁铁能够产生磁场，具有吸引铁磁性物质如铁、镍、钴等金属的特性。铁可分为“永久磁铁”与“非永久磁铁”。永久磁铁可以是天然产物，又称天然磁石，也可以由人工制造。非永久性磁铁，例如电磁铁，只有在某些条件下才会出现磁性。
磁铁分为两种，一种天然的，源于含有铁钴镍的矿石，制作成含有铁钴镍的特殊合成物；另一种是电磁铁，通电后基于电生磁的原理而产生，通电则有磁性，断电则无磁性。
顺便说一下，可以被吸引的物质主要含有铁钴镍。含有铁钴镍的不一定是磁铁，只有某些才可以成为磁铁。
地球表现的像磁铁是因为地球本身就是磁铁，并且它不是永磁体，而是电磁体。
现在我们明白原因了，在地球深处（主要是铁）由于热流动产生对流（热是由纯铁的固态地心内核冷凝而成）这种流动倾向于组织成图案，就像你加热煎锅时在油中看到的图案一样。流动导体中的这种图案往往会产生磁性。这一概念也被用于发电机，发电机是一种通过流动导体产生电流和磁场的装置。商业发电机基本上是我们所有壁电的来源。
发电机的原理是:如果存在同一标准的磁场，那么当导体经过它时就会产生电流，电流会进一步形成磁场，如果与流动导体形成的图案相符，磁场还会增强。所以磁场是会不断增强的，直到它强大到足以改变原有的模式。
为什么磁场有时会翻转这一问题还没有得到解决，我就此写了一篇科学论文，我希望（实际上，更坦率的说，我坚信）我的理论有一天会被证实。它说，流动模式被磁场中流动的铁所沉积的物质的不稳定性所中端，然后随着流动模式的恢复而重新确立，然而，它有50%的机会回到相反的方向。
这篇文章并于1987年2月发表在《今日物理》第17－20页。
地球的磁场，也被称为地磁场，是从地球内部延伸到太空的磁场，在那里，它与太阳风相互作用（太阳发出的带电粒子流）磁场是由电流产生的，由于运动的熔融铁在地球的外核:这些对流电流是热量逸出核的一个自然过程称为地球发电机。其表面的磁场范围为25~65微特斯拉（0.25~0.65高斯）作为一个近似值，地球可视为一个磁偶极，目前与地轴的倾斜角度约11度，相当于有一块条形磁铁放在地球中心那样的角度。目前位于北半球格陵兰岛附近的北地磁极实际上是地球磁场的南极，反之亦然。
虽然南北磁极通常位于地理极附近，它们在地质时间尺度上缓慢连续的移动，但速度足够慢，使普通罗盘对航海仍然有用，然而在平均几十万年的不规则时间间隔内，地球的磁场会分别发生磁极转换和南北磁极都突然转换，这些地磁极的倒转在岩石上留下了痕迹，这些痕迹对古地磁学家计算过去的地磁场很有价值，这样的形成过程反过来又有助于研究板块构造过程中大陆和海底的运动它。
磁层是电离层以上的区域，它是由地球在空间中的磁场范围所定义的，他向太空延伸了数万公里，保护地球不受太阳风带电粒子和宇宙射线的伤害，否则这些带电粒子和宇宙射线会剥离上层大气以及保护地球免受有害紫外线辐射的臭氧层。
相关知识
地磁场是源自于地球内部，并延伸到太空的磁场。磁场在地表上的强度在25－65微特斯拉之间。粗略地说，地磁场是一个与地球自转轴呈11°夹角的磁偶极子，相当于在地球中心放置了一个倾斜了的磁棒。目前的地磁北极位于北半球的格陵兰附近，实际上它是地磁场的南极，而地磁南极则是地磁场的北极。
不同尾迹，其中有一些已经发展成云的高度。
臭氧层是指地球大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，主要作用是吸收短波紫外线。臭氧层密度低，如果它被压缩到对流层的密度，则只有数毫米厚。
当物理学家被问到事物为何死亡这种问题时，他们会毫不犹豫地回答说这符合热力学第二定律。任何事物，无论它是矿物质、动植物，还是一辆汽车最终都会分解消亡。这种现象发生在人类身上就是使人变老。变老的原因可能因为DNA遭到了损害，也可能是因为染色体端粒发生萎缩。若想知道生命何时终结，还要求助于生态学家，但他们只是粗略预测，不能准确地预测一个人的死亡时间。
二、为什么我们的器官不能再生？
拿菜刀从你手指上切下去，这根手指就会永远跟你说再见。然而把蝾螈的一条腿砍下，它却会自然地长出一条新腿。我们会因为指甲受到损伤而大惊小怪，而动物器官的重生过程却是那么自然。科学家想知道为什么“无所不能”的人类却不能做到这一点。
三、黑洞信息去哪里了？
黑洞里面的吸引力非常强大，任何物质或能量都不能逃脱黑洞的吸引。但物理学家霍金却说某种东西可以逃脱黑洞的引力，这种东西就是“霍金辐射”这样的随机粒子。如果黑洞可以把具有固定结构的物质吃掉的话，那么黑洞就会充满各种信息然后发出不确定的各种各样的噪声，那么这些信息去哪里了？
四、为什么地球两极会换位？
大约80万年前，指南针会指向南方，早些时期，它会指向北方。当地球自转时，内核中的液体金属搅拌在一起，产生一个电磁场。自转导致的内核运动方向的改变会改变这个电磁场的两极。一旦异位过程开始，地球需要7000年时间才能完成这一南北颠倒的重大改变。在100万年中这种情况平均会发生2—3次，但没有人知道它是如何实现的。
五、生命从何而来？
“物竞天择，适者生存”，自然选择学说解释了生物体为了适应环境的改变，是如何进化来的。但达尔文的理论却不能解释第一个生物体是如何产生的。是没有任何生命迹象的化合物最初创造了生命吗？第一个生命体是如何被装配起来的？大自然连一点点微小的暗示都没有给出。
六、时间是持续不断的吗？
柏拉图认为时间是持续不断的。而爱因斯坦认为时间只是另一种尺度，是除了上下、左右、前后之外的第四维。爱因斯坦的时空概念理论上行得通，但实际却很难办到。因为我们只能沿着时间轴朝一个方向走。最终，一定会有人能够得出正确的结论，只不过是时间问题。
七、泰坦尼克号沉没
1912年4月12日是个悲惨的日子——这一天，英国豪华客轮泰坦尼克号在驶往北美洲的处女航行中不幸沉没。这次沉船事件致使1523人葬身鱼腹，是人类航海史上最大的灾难，震惊世界。这么多年来，泰坦尼克号沉没的真正原因，一直是人们探索的焦点。（感兴趣的可以搜索一下，真的很神奇）
八、肯尼迪之死
自1865年林肯总统被人暗杀以来，美国总统不断遭人暗算，他们头上的权力光环几乎成了一些“狂人”眼中的靶标。然而，肯尼迪枪击案的背景却显得格外扑朔迷离。美国公众百思不得其解的是：凶手李·哈维·奥斯瓦尔德竟在联邦特工的眼皮底下，当着摄影记者的面被人一枪“灭口”，而开枪杀人的杰克·鲁比不久之后又神秘死去。
九、裹尸布之谜
在意大利西北部的城市都灵，从公元16世纪起就有一件镇市之宝保存在约翰大教堂附属的小礼拜堂里，世代承受着基督教信徒的顶礼膜拜，这件被誉为基督教的圣物，这就是举世闻名的“都灵裹尸布”，又称作“耶稣裹尸布”。
1353年，裹尸布到了法国巴黎沙尔尼伯爵手中，并曾于1357年在其领地的利雷教堂公开展出。1432年，裹尸布又到了萨夫瓦公爵的手中，未久公爵府中不慎起火，殃及裹尸布，所幸此布只是稍微受损。之后，裹尸布被转移到意大利都灵大教堂公爵住的地方。1983年，这块布被郑重地保存在一个银盒中，供奉在都灵天主教堂的祭台上。耶稣裹尸布长4.35米，宽1.09米，上面有一个遭鞭笞和被钉在十字架上的人的血迹影像。影像身高1.8米，长发垂肩，双手交叉放置于腹部，在头部、手部、肋部与脚部有清晰的红色血渍状色块，正与《圣经》上所记载的耶稣被钉死时的状态相同。
十、木乃伊咒语
1923～1930年之间，英国有22个人的死亡让杂志报章分外激动，他们的死因都共同指向一件事——木乃伊咒语。头一个倒下的是卡那封勋爵，他在1914年获得了埃及“国王谷”的挖掘权。1922年11月，他带着30名专家随从在谷里的幕陵内发现了“尽是奇妙的东西”:黄金铸造的雕像、动物以及木乃伊，这成为考古历史上最重要的发现之一。但紧跟着这“奇妙”，4个月后，卡那封勋爵病倒在开罗，病因不明，有医生说是被一只蚊子叮了左脸引起感染。撑到4月5日，卡那封念叨着:“完了，我已经听到召唤，我准备好了。”一命呜呼。他死的时候还有两件奇怪的事:开罗突然全城断电;在勋爵的老家英格兰，勋爵的爱狗也同时死去。
古代磁铁这么做出来的：
北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法，“方家以磁石摩针锋，则能指南”。
技师拿磁石来打磨针尖，就能让针尖带上磁性从而指南。这是利用天然磁石的磁场作用使钢针内部磁畴的排列趋于同一方向，钢针因此获得了磁性。
总结：
古人通过人工磁化的方法来制作磁铁，使磁铁指南性能越来越稳定可靠，这对指南针的应用和发展起到了巨大的作用。
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