物理電子教案第9章ch9

1、一. 磁介質(zhì)及其分類1. 磁介質(zhì) 任何實物都是磁介質(zhì)電介質(zhì)放入外場磁介質(zhì)放入外場 相對磁導率 反映磁介質(zhì)對原場的影響程度 9.7 物質(zhì)的磁性2. 磁介質(zhì)的分類順磁質(zhì)抗磁質(zhì)減弱原場增強原場如 鋅、銅、水銀、鉛等如 錳、鉻、鉑、氧等弱磁性物質(zhì)順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的相對磁導率都非常接近于1。鐵磁質(zhì)通常不是常數(shù)具有顯著的增強原磁場的性質(zhì)強磁性物質(zhì)二. 磁化機理原子中電子的軌道磁矩1. 安培分子環(huán)流的概念和方法電子的自旋磁矩電子自旋磁矩與軌道磁矩有相同的數(shù)量級分子磁矩 所有電子磁矩的總和抗磁質(zhì)無外場作用時，對外不顯磁性順磁質(zhì)無外場作用時，由于熱運動，對外也不顯磁性2. 磁介質(zhì)的磁化電子軌道半徑不變當外場方向與

2、原子磁矩反方向時當外場方向與原子磁矩方向相同時將順磁質(zhì)放入外場 分子環(huán)流在外場作用下，產(chǎn)生取向轉(zhuǎn)動， 磁矩將轉(zhuǎn)向外場方向 宏觀上產(chǎn)生附加磁場結(jié)論：在外場作用下，電子產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)動，從而形成附加的, 附加磁矩（也稱感應磁矩）總是與外場方向反，即產(chǎn)生一個與外場反向的附加磁場相 抗磁質(zhì)磁化在外場作用下，每個分子中的所有電子都產(chǎn)生感應磁矩則磁介質(zhì)產(chǎn)生附加磁場與外場方向相反順磁質(zhì)磁化在外場作用下，分子磁矩要轉(zhuǎn)向，同時每個分子中的所有電子也都產(chǎn)生感應磁矩。則磁介質(zhì)產(chǎn)生附加磁場與外場方向相同三. 有磁介質(zhì)的磁高斯定理磁介質(zhì)存在時，磁感應線仍是一系列無頭無尾的閉合曲線(含磁介質(zhì)的磁高斯定理)對于任意閉合曲面S

3、四. 有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理1. 束縛電流以無限長螺線管為例定義：磁化強度 磁化強度越強，反映磁介質(zhì)磁化程度越強順磁質(zhì)在磁介質(zhì)內(nèi)部的任一小區(qū)域：相鄰的分子環(huán)流的方向相反在磁介質(zhì)表面處各點：分子環(huán)流未被抵消形成沿表面流動的面電流束縛電流結(jié)論：介質(zhì)中磁場由傳導和束縛電流共同產(chǎn)生。順磁質(zhì)束縛電流密度2. 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理用磁化強度描述束縛電流項可證明:定義磁場強度(磁介質(zhì)的安培環(huán)路定理)磁介質(zhì)內(nèi)磁場強度沿所選閉合路徑的環(huán)流等于閉合積分路徑所包圍的所有傳導電流的代數(shù)和。討論 束縛電流與磁化強度設單位長度上的束縛電流為沿Z方向磁化的介質(zhì)體元取任意閉合回路 L，則磁化強度M 沿L 的積分等于穿過此

4、積分回路圍成的面積上束縛電流強度的代數(shù)和。 (普遍關系式)則，它產(chǎn)生的磁矩介質(zhì)側(cè)面上的束縛電流強度(3) 對于各向同性介質(zhì)，在外磁場不太強的情況下 介質(zhì)的磁化率一定條件下，可用安培環(huán)路定理求解磁場強度，然后再求解磁感應強度。一無限長載流直導線，其外包圍一層磁介質(zhì)，相對磁導率(2) 介質(zhì)內(nèi)外界面上的束縛電流密度例求解根據(jù)磁介質(zhì)的安培環(huán)路定理(1) 磁介質(zhì)中的磁化強度和磁感應強度由磁化強度與束縛電流密度的關系內(nèi)界面:外界面:五.鐵磁質(zhì)主要特征在外場中，鐵磁質(zhì)可使原磁場大大增強。撤去外磁場后，鐵磁質(zhì)仍能保留部分磁性。1. 磁疇 磁化微觀機理鐵磁質(zhì)中自發(fā)磁化的小區(qū)域叫磁疇，磁疇中電子的自旋磁矩整齊排列。無磁化方向與有 整個鐵磁質(zhì)的總磁矩為零同向的磁疇擴大磁化方向轉(zhuǎn)向的方向使磁場大大增強外場撤去，被磁化的鐵磁質(zhì)受體內(nèi)雜質(zhì)和內(nèi)應力的阻礙，不能恢復磁化前的狀態(tài)。磁疇的磁化方向2. 宏觀磁化現(xiàn)象 磁滯回線鐵磁質(zhì)中不是線性關系 剩磁矯頑力(1) 實驗證明：各種鐵磁質(zhì)的磁化曲線都是“不可逆”的， 具有磁滯現(xiàn)象討論(2) 不同材料，矯頑力不同(4) 鐵磁材料的應用HC 較小HC較大易磁化，易退磁剩磁較強，不易退