《磁性物理學(xué)》教學(xué)大綱（68）doc-關(guān)于組織修（制）定

1、磁性物理學(xué)教學(xué)大綱Magnetism in Physics課程代碼： M102105 總學(xué)時(shí)：（理論+實(shí)驗(yàn)）56+12 學(xué) 分： 4 課程性質(zhì)： 專業(yè)方向課 課程類別： 必修 先修課程： 普通物理、理論物理、固體物理 面向?qū)I(yè)： 應(yīng)用物理學(xué) 開課學(xué)科： 凝聚態(tài)物理學(xué) 開課二級(jí)學(xué)院： 理學(xué)院 執(zhí) 筆： 崔玉建 審 校： 焦志偉 一、課程的地位與任務(wù)本課程是應(yīng)用物理專業(yè)的專業(yè)方向基礎(chǔ)課。主要介紹磁現(xiàn)象和規(guī)律、磁性起源及自發(fā)磁化理論、鐵磁體內(nèi)的能量、磁疇和技術(shù)磁化、鐵磁物質(zhì)在交變場作用下的磁化特性、各種磁物理效應(yīng)和磁性材料的應(yīng)用。以此作為學(xué)習(xí)其它專業(yè)方向課的基礎(chǔ)。二、課程主要內(nèi)容與基本要求第一章1、

2、熟練掌握各基本磁學(xué)量的物理概念及其相互關(guān)系；理解磁化曲線和磁滯回線。2、掌握磁體中靜磁能的概念，理解退磁場的概念，理解簡單幾何形狀磁體退磁因子的計(jì)算方法；會(huì)進(jìn)行磁滯回線的退磁修正。3、了解磁路的簡單概念。實(shí)踐環(huán)節(jié)：了解磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度的測量方法。第二章1、理解洪特定則，會(huì)計(jì)算原子或離子的磁矩。2、了解軌道角動(dòng)量淬滅的條件。3、了解晶體的能帶理論對(duì)金屬磁矩的解釋。第三章1、掌握順磁物質(zhì)的基本物理特性，理解朗之萬的經(jīng)典和量子理論順磁性理論；2、掌握鐵磁物質(zhì)的基本物理特性，理解奈爾的鐵磁學(xué)理論，理解居里溫度與分子場系數(shù)的關(guān)系；理解海森堡鐵磁學(xué)理論的基本概念；分子場系數(shù)、居里溫度與交換積分常數(shù)的關(guān)系；

3、物質(zhì)出現(xiàn)鐵磁與反鐵磁的條件。了解貝斯統(tǒng)計(jì)理論和自旋波理論。3、掌握反鐵磁性和亞鐵磁性的基本物理特性；理解分子場理論對(duì)反鐵磁和亞鐵磁性的唯象理論處理；理解超交換作用的基本概念。4、掌握鐵氧體的結(jié)構(gòu)、磁矩和磁特性。實(shí)踐環(huán)節(jié)：了解鐵氧體的制備方法和磁性的測量方法。第四章1、掌握常見的磁性材料的磁晶各向異性，掌握單軸晶體和立方晶體的各向異性能的計(jì)算；了解磁晶各向異性場的概念；了解產(chǎn)生磁晶各向異性的機(jī)理；了解磁性材料的其它幾種各向異性；了解磁晶各向異性性能的測量方法。2、掌握磁致伸縮的基本概念；掌握立方晶體的磁致伸縮公式；了解單軸晶體的磁致伸縮的公式；了解磁致伸縮的物理根源。3、掌握磁彈性能的物理概念及

4、幾種簡單情況下的計(jì)算方法；理解磁彈性能的物理意義。第五章1、理解鐵磁體中的退磁能是形成磁疇的原動(dòng)力；對(duì)磁疇、疇壁有清晰的物理概念。2、理解疇壁形成原理，壁內(nèi)原子磁矩取向規(guī)律以及疇壁的厚度和能量的簡單計(jì)算。3、了解各種類型的磁疇結(jié)構(gòu)，掌握運(yùn)用平衡條件求解磁疇結(jié)構(gòu)的方法。4、了解微粒、薄膜磁體的磁疇結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。實(shí)踐環(huán)節(jié)：磁疇的觀察 第六章1、 理解磁化、反磁化過程，理解疇壁位移起始磁導(dǎo)率，轉(zhuǎn)動(dòng)磁化起始磁導(dǎo)率和矯頑力的計(jì)算。2、 理解不可逆磁化過程的分析和反磁化過程的計(jì)算。第七章1、了解鐵磁物質(zhì)在交流磁場作用下的動(dòng)態(tài)特性，掌握各種損耗的計(jì)算方法。2、了解疇壁的動(dòng)態(tài)方程和疇壁的自然共振，掌握m

5、62;， m¢¢隨頻率變化的關(guān)系曲線。第八章1、 掌握軟磁鐵氧體磁性材料的制備方法和測量方法。2、 掌握永磁鐵氧體磁性材料的制備方法和測量方法。實(shí)踐環(huán)節(jié)：磁性材料的制備方法和測量。 第九章1、 了解鐵磁體中磁阻效應(yīng)、磁熱效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、磁光效應(yīng)及其起源；2、 理解解磁性材料的使用范圍和基本特點(diǎn)。實(shí)踐環(huán)節(jié)：了解磁阻效應(yīng)、磁熱效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、磁光效應(yīng)。本課程要求完成課外習(xí)題2030道。三、課程教學(xué)學(xué)時(shí)安排教學(xué)內(nèi)容教學(xué)時(shí)數(shù)第一章 靜磁現(xiàn)象 1、磁矩2、磁性材料和磁化強(qiáng)度3、鐵磁材料的磁化強(qiáng)度和退磁場4、磁路5、靜磁能6、磁滯4實(shí)踐環(huán)節(jié)2第二章 原子的磁矩 1、原子結(jié)構(gòu)2、矢量模型

6、3、晶場和軌道動(dòng)量的淬滅4第三章 磁性的起源 1、順磁性2、鐵磁性的外斯理論3、交換相互作用的海森堡模型4、反鐵磁性5、亞鐵磁性4第四章 磁各向異性與磁滯伸縮1、磁晶各向異性及磁晶各向異性能2、磁晶各向異性等效場3、感生磁各向異性4、磁滯伸縮和磁彈性能量4實(shí)踐環(huán)節(jié)：磁晶各項(xiàng)異性場和磁致伸縮的測定2第五章 磁疇結(jié)構(gòu) 1、磁疇的觀察2、磁疇的成因、自旋分布和疇壁3、磁疇壁結(jié)構(gòu)及其特性4、疇壁厚度和疇壁能計(jì)算5、磁疇結(jié)構(gòu)及其計(jì)算4實(shí)踐環(huán)節(jié)：磁疇的觀察2第六章 磁化過程 1、技術(shù)磁化及磁化過程概述2、可逆和不可逆磁化過程3、反磁化過程和剩余磁化6第七章 動(dòng)態(tài)磁化過程1、動(dòng)態(tài)磁化過程2、動(dòng)態(tài)磁性參數(shù)、磁

7、譜及動(dòng)態(tài)磁化過程中的各種損耗3、磁化強(qiáng)度矢量的運(yùn)動(dòng)方程與自然共振4實(shí)踐環(huán)節(jié)：磁性材料的動(dòng)態(tài)磁特性2第八章 磁性材料1、軟磁材料2、硬磁材料4實(shí)踐環(huán)節(jié)：磁性材料的制備與測量2第九章 其它磁性功能材料1、 磁記錄材料2、 磁電阻效應(yīng)3、 磁熱效應(yīng)4、 磁光效應(yīng)2實(shí)踐環(huán)節(jié)：磁記錄、磁電阻效應(yīng)、磁熱效應(yīng)、磁光效應(yīng)的觀察2四、考核方法及成績?cè)u(píng)定1、考核類別：考試2、考核形式：閉卷3、成績?cè)u(píng)定：百分制，平時(shí)成績20，期末考試成績80五、推薦教材鐵磁性物理 近用聰信（日）著，葛世慧譯，蘭州大學(xué)出版社；2002年7月。磁學(xué)基礎(chǔ)與磁性材料，嚴(yán)密，彭曉領(lǐng)編著，浙江大學(xué)出版社，2006年4月。六、主要參考書1、Modern Magnetic Materials Principles and Applica