磁学在考古断代中的应用

磁学在考古断代中的应用
04级物理四班贾春婧
指导老师：程福臻张泰永
在陶器的原料粘土中含有极少量的强磁性铁氧化物粒子或晶粒杂质，这些粒子或晶体属于铁磁质。

在居里温度以下铁磁质由于交换作用自发磁化形成磁畴，表现出很强的铁磁性
铁磁质以单畴颗粒、多畴颗粒和伪单畴颗粒的形式存在。

而当温度升至居里点以上时，由于热运动破坏了铁磁质的自发磁化，磁畴消失，表现出顺磁性
热剩磁产生的过程 在烧制过程中对粘土加高温，其中的铁磁质转变为顺磁质。

由于样品处在地磁场的作用中，待其自然冷却到居里点形成磁畴时便会受到地磁场的影响，进而记录下了地磁场的信息。

如果以后不受高温（相对其居里点），这种单畴颗粒或伪单畴颗粒的磁矩就能够保留至今。

这种过程产生的剩磁就是热剩磁。

地球磁场的变化
另一方面，地球的磁场是处于不断变化的过程中的。

由各地质时期的岩石特性的研究，已经获得了约25亿年前地球早期以来各个地质时期世界各地的地磁场强度和方向的变化。

因此，在地球磁场方向和强度年代的变化规律已知的情况下，通过测量热剩磁与当地的地磁场母线进行对比就可以得到古代陶器烧制的年代。

可用于磁法考古断代的样品
可用于磁法断代的样品决
不止陶器和瓷器
主要还有以下几类：
砖、窑、炉床
高温烧过的地面
红烧土房子（这种房屋采
取整塑整烧的方法制成,
烧制温度极高）
考古磁学断代的主要方法 地磁极性反转断代
地磁方向断代
地磁强度（强度大小）断代
地磁极性反转断代
磁极性反转断代一般只适用于很久远的年代（具体地说是比公元前0.73百
万年更早的时间），所以在考古学
上只有旧石器时代可以用到。

专家们先用钾氩法获得地层的大致年代，然后再用古地磁样品反映的地球
磁极位置对年代进行更细致的校订。

我国就曾利用这种方法测定了北京人、云南元谋猿人和四川巫山人的年代，
结果同其他科学考古断代方法测定的
年代是一致的或大体一致的。

地磁方向断代
对于较晚的考古遗存（相对旧石器时代而言）可以根据北极位置的变动进行断代。

要保证样品在被火烧过（即温度高于居里点）后位置没有扰动。

因为只有这样才能保证样品剩磁的方向与磁化时地磁场的方向对应。

由于各个地区地磁参数的变化并不一致，一条实验曲线只能应用于方圆几百公里的范围
古地磁偏角和倾角随年代变化的
实验曲线
地磁强度（强度大小）断代
由于样品位置的
改变已经不那么
重要了，因此样
品更易获得。

但其缺点是，在
测量过程和样品
退磁过程中精度
要求更加严格。

结语
电磁学应用于考古，为考古断代提供了强有力的武器，对考古学产生了很大的影响。

电磁学应用于考古只是电磁学应用于各个领
域千千万万个例子之一，从中我们便可以窥见电磁学的强大作用。

我相信，在未来以电子信息为基础高度信息化的社会中，电磁学必将继续发挥它的重要性和巨大潜力。

参考资料：
《现代实验技术在考古学中的应用》李士秦广雍科学出版社1991年
《当代磁学》李国栋中国科学技术大学出版社1999年
《电磁学》胡友秋程福臻刘之景高等教育出版社 《岩石物理学》陈颙黄庭芳北京大学出版社2001年
《中国大百科全书·物理卷》
谢谢大家!。