为什么磁铁能够吸铁?吸引力来自哪里?

就目前来看,在自然界中,一切力的作用归根结底无外乎只有四种——引力、电磁力、强核力以及弱核力。磁铁能够吸铁,这是电磁力在其作用。那么,磁铁和铁之间为什么可以产生电磁力呢?
这个问题需要从微观角度来阐述。原子的组成有两部分,一部分是带正电荷的原子核,还有一部分是原子核外围带负电的电子。电子自旋会产生自旋磁矩,从而产生磁场。另一方面,原子核外的电子在轨道上运动还会产生轨道磁矩,这也会产生磁场。此外,原子核的自旋也有自旋磁矩,同样也能产生磁场。
原子中的各种磁矩结合在一起产生一个总的原子磁矩,而原子磁矩的有序度决定了物质是否具有磁性。如果原子中的磁矩互相叠加,原子磁矩有序度高,这样就会产生一个磁场,从而使物质具有磁性。这样的物质就是我们所说的磁铁,最常见的磁铁主要是由四氧化三铁组成。另一方面,如果原子中的磁矩互相抵消,原子磁矩无序排列,这样无法产生磁场,物质也就没有磁性。
在磁铁产生的磁场的作用下,铁的原子磁矩排列会从混乱变成有序,从而被磁化,并产生磁场。这样磁铁和铁之间就能产生电磁力,所以磁铁可以吸铁。
而对于磁铁无法吸引的其他物质,它们的原子磁矩在磁场作用下不会从混乱变成有序,这样就无法产生磁场,所以它们无法与磁铁通过电磁力而吸引在一起。