大學(xué)物理：21-1磁介質(zhì)及其磁化

1、第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理1當(dāng)管內(nèi)充滿均勻各向同性磁介質(zhì)的情當(dāng)管內(nèi)充滿均勻各向同性磁介質(zhì)的情況下況下21.1.1 磁介質(zhì)及其分類磁介質(zhì)及其分類B0rBBoBBBB00BB鐵鐵磁質(zhì)磁質(zhì)（鐵、鈷、鎳等）（鐵、鈷、鎳等）順磁質(zhì)順磁質(zhì) 0BB0BB抗抗磁質(zhì)磁質(zhì)（鋁、氧、錳等）（鋁、氧、錳等）（銅、鉍、氫等）（銅、鉍、氫等）弱磁質(zhì)弱磁質(zhì)完全抗磁體完全抗磁體B 0，磁介質(zhì)內(nèi)的磁場等于零，磁介質(zhì)內(nèi)的磁場等于零第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理2磁介質(zhì)種類種 類溫度相對(duì)磁導(dǎo)率r 1鉍汞銅氫（

2、氣）293K293K293K1-16.610-51-2.910-51-1.010-51-3.8910-5r 1氧（液）氧（氣）鋁鉑90K293K293K293K1+769.910-51+334.910-51+1.6510-51+26.010-5r 1鑄鋼鑄鐵硅鋼坡莫合金2.2103（最大值）4102（最大值）7102（最大值）1105（最大值）r 0汞鈮小于4.15K小于9.26K00第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理321.1.2 21.1.2 分子磁矩分子磁矩 經(jīng)典理論：組成分子或原子中的電子，不僅存在繞原子經(jīng)典理論：組成分子或原子中

3、的電子，不僅存在繞原子核的軌道運(yùn)動(dòng)，還存在自旋運(yùn)動(dòng)。這兩種運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生磁效核的軌道運(yùn)動(dòng)，還存在自旋運(yùn)動(dòng)。這兩種運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生磁效應(yīng)。把分子或原子看作一個(gè)整體，分子或原子中各電子對(duì)外應(yīng)。把分子或原子看作一個(gè)整體，分子或原子中各電子對(duì)外產(chǎn)生磁效應(yīng)的總和，可等效于一個(gè)圓電流，稱為產(chǎn)生磁效應(yīng)的總和，可等效于一個(gè)圓電流，稱為“分子電分子電流流”。分子電流的磁矩稱為。分子電流的磁矩稱為“分子磁矩分子磁矩” ” 。+-+各電子磁矩各電子磁矩+-分子磁矩分子磁矩P電子軌道磁矩：2mepLm 電子自旋磁矩：sepSm 第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理4分子

4、的附加磁矩分子的附加磁矩+mpBv-mpLFLF+-vmpBmp當(dāng)磁介質(zhì)處于外磁場中時(shí)，每個(gè)分子產(chǎn)生與外磁場方向相反的附加磁矩,Fv磁矩,Fv磁矩第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理5無外磁場無外磁場順順 磁磁 質(zhì)質(zhì) 的的 磁磁 化化0B有外磁場有外磁場sI0BBB順順磁質(zhì)內(nèi)磁場磁質(zhì)內(nèi)磁場21.1.3 順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化1.順磁質(zhì)存在分子的固有磁矩。存在分子的固有磁矩。第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理62.抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)00BBBB抗抗磁質(zhì)內(nèi)磁場磁質(zhì)內(nèi)磁場0m無外

5、磁場時(shí)無外磁場時(shí)分子磁矩為零分子磁矩為零加外磁場后分子產(chǎn)生附加磁矩（與外磁場方向相反）3.磁化電流與磁化強(qiáng)度磁化電流與磁化強(qiáng)度以長直螺線管為例：以長直螺線管為例：介質(zhì)磁化以后，由于分子磁矩的有序排列，其宏觀效果是介質(zhì)磁化以后，由于分子磁矩的有序排列，其宏觀效果是在介質(zhì)在介質(zhì)表面表面出現(xiàn)環(huán)形電流，這種電流稱為出現(xiàn)環(huán)形電流，這種電流稱為“磁化電流磁化電流”sI（ ）第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理7 磁化電流是分子電流規(guī)則排列的宏觀反映，并磁化電流是分子電流規(guī)則排列的宏觀反映，并不伴隨電荷的定向運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生熱效應(yīng)。而傳導(dǎo)電不伴隨電荷的定向運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生熱效應(yīng)。而傳導(dǎo)電流是由大量電荷做定向運(yùn)動(dòng)而形成的。流是由大量電荷做定向運(yùn)動(dòng)而形成的。磁化電流密度：磁化電流密度：介質(zhì)表面單位長度上的磁化電流介質(zhì)表面單位長度上的磁化電流lIjss磁化強(qiáng)度矢量：磁化強(qiáng)度矢量：mI SMjVlSssIslMSVmM第第21章章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)21-1 21-1 磁介質(zhì)及其磁化磁介質(zhì)及其磁化大學(xué)大學(xué)物理物理8IsMadcbaddccbbaLl dM0ddadcblMlM0d dclMabja