固体物理学是物理学的一个分支，主要关注固态物质的微观结构及其对宏观性质的影响。黄昆的《固体物理讲义》是一本深入探讨该领域的经典教材。在绪论部分，我们首先了解到固体物理的研究对象主要是固相物质，包括晶体、非晶体和准晶体。这些物质中的原子排列具有周期性，即长程有序，这是晶体结构的基本特征。
磁性是固体物理中的一个重要研究领域。当物质处于均匀静态磁场中时，物质会被磁化，这由磁化强度（M）来表示，它等于单位体积内的磁矩。磁化率（χ）是描述物质磁化能力的参数，定义为M与磁场强度H的比值。在真空中，磁感应强度B与磁场强度H的关系为B = μ₀H，其中μ₀是真空磁导率。在物质中，B = μ₀(H + M)，这里的μ是物质的磁导率，其值为1 + χ。
根据磁化率χ的性质，固态物质的磁性可以分为五类：
1. 逆磁性（diamagnetism）：χ为小的负值（约-10^-5），磁化强度M与磁场强度H方向相反。逆磁性物质不依赖于温度，如简单的绝缘体和部分简单金属。
2. 顺磁性（paramagnetism）：χ为小的正值，M与H同向。顺磁性物质的χ遵循居里定律，χ = μ₀C/T，C是常数。许多绝缘体含有顺磁性离子，除铁磁金属外的许多金属也是顺磁性的。
3. 铁磁性（ferromagnetism）：在临界温度Tc以下，χ具有大正值，即使没有外部磁场也会发生自发磁化。超过Tc，物质变为顺磁性，χ = μ₀C/(T - Tc)。铁、钴、镍及其合金属于铁磁性物质。
4. 亚铁磁性（ferrimagnetism）：在Tc以下类似铁磁性，但χ不如铁磁性大。超过Tc，物质表现得像顺磁性。Fe₃O₄是亚铁磁性物质。
5. 反铁磁性（antiferromagnetism）：χ为小的正值，在临界温度Tn以下，χ与磁场有关，超过Tn则类似顺磁性，χ = μ₀C/(T + Tn)。MnO、MnF、NiO和CoF₂等是反铁磁性物质。
固态物质的磁性源于轨道磁矩和自旋磁矩的贡献。轨道磁矩与电子的轨道运动相关，而自旋磁矩与电子的自旋状态有关。这两者的组合决定了物质的总体磁性行为，从而影响了其在磁学应用中的性能。了解这些基本概念对于深入研究固体材料的性质、设计新型磁性材料以及在信息技术、能源存储和磁性器件等领域有着重要的科学价值。
