電磁學(xué)05磁介質(zhì)課件

9.7,9.8,9.111第五章有磁介質(zhì)時的磁場§5.1磁介質(zhì)對磁場的影響§5.2磁介質(zhì)的磁化§5.3有磁介質(zhì)時磁場的規(guī)律§5.4鐵磁質(zhì)△§5.5簡單磁路2§5.1磁介質(zhì)對磁場的影響磁介質(zhì)（magneticmedium）是能夠影響磁場分布的物質(zhì)。傳導(dǎo)電流，介質(zhì)磁化均勻各向同性介質(zhì)充滿磁場所在空間時，有：μr

─相對磁導(dǎo)率(ralativepermeability)3在磁場作用下，介質(zhì)出現(xiàn)磁性或磁性發(fā)生變化的現(xiàn)象?！?.2磁介質(zhì)的磁化

磁化(magnetization)：一.分子磁矩和分子電流(molecularmagneticmoment)(molecularcurrent)5·

pmL

r·-e電子的軌道磁矩·軌道半徑—r(圓軌道)

電子速率—·軌道電流電子的軌道磁矩對氫原子基態(tài)，

pm=0.9310-23Am26·電子軌道角動量(圓軌道)

L=mrm—電子質(zhì)量·電子軌道磁矩與軌道角動量的關(guān)系電子自旋磁矩(spinmagneticmoment)

·實(shí)驗(yàn)證明：電子有自旋磁矩自旋磁矩和自旋角動量S的關(guān)系7二.順磁質(zhì)磁化順磁質(zhì)分子有固有的分子磁矩（主要是電子軌道和自旋磁矩的貢獻(xiàn)）熱運(yùn)動使完全混亂，不顯磁性。9三.抗磁質(zhì)的磁化抗磁質(zhì)的分子固有磁矩為0。不顯磁性

附加磁矩

顯示抗磁性為什么反平行于呢？10以電子的軌道運(yùn)動為例，第i個電子受的磁力矩電子軌道角動量增量∴電子旋進(jìn)，它引起的感應(yīng)磁矩反平行于。這種效應(yīng)在順磁質(zhì)中也有，不過與分子固有磁矩的轉(zhuǎn)向效應(yīng)相比弱得多。11

介質(zhì)內(nèi)：穿過L所圍曲面△S的磁化電流：套住dl的分子電流:13

介質(zhì)表面：選磁化面電流密度14§6.3有磁介質(zhì)時磁場的規(guī)律

考慮到磁化電流，（1）式則需要修改。一.的環(huán)路定理設(shè)：I0─傳導(dǎo)電流，I─磁化電流。15▲各向同性磁介質(zhì)：χm─磁化率

(magneticsusceptibility)17二.環(huán)路定理的應(yīng)用舉例[例1]：證明在各向同性均勻磁介質(zhì)內(nèi)，無傳導(dǎo)電流處，也無磁化電流。介質(zhì)中閉合回路L所套聯(lián)的分子電流為：證：L可任取，且可無限縮小，故I0=0處，I=0。18[例2]（書P297）三.磁場的界面關(guān)系，*靜磁屏蔽由可得B1n=B2n(1)設(shè)界面無傳導(dǎo)電流，由可得H1t=H2t(2)即：(2)＇19*靜磁屏蔽計(jì)算表明：

t=1cm時，k=0.5%。屏蔽系數(shù)若

t=0.1cm時，k=5%；則精密探頭、顯象管…都需要磁屏蔽。21各電子的自旋磁矩靠交換偶合作用可取得一致方向，§6.4鐵磁質(zhì)(ferromagneticsubstance)一.磁疇（magneticdomain）形成自發(fā)的均勻磁化小區(qū)域─磁疇。鐵磁質(zhì)中起主要作用的是電子的自旋磁矩。未加磁場在磁場B中22各種材料磁疇線度相差較大：一般為10-4~10-5m，從10-3m到10-6m，磁疇體積約為10-6mm3，一個磁疇中約有1012~1015個原子。易磁化方向(directionofeasymagnetization)，由晶體的結(jié)構(gòu)決定。磁疇的磁矩就沿某個易磁化方向排列。為什么不形成一個磁化整體呢？NSNS靜磁能高交換能低NSSN靜磁能低交換能高矛盾因素協(xié)調(diào)平衡，才使鐵磁體整體能量最低。23BS─飽和磁感強(qiáng)度(saturationmagneticinduction)；μi

─起始磁導(dǎo)率；μm

─最大磁導(dǎo)率。巴克豪森效應(yīng)

(Barkhauseneffect)，可用作金相結(jié)構(gòu)分析，測晶粒度、雜質(zhì)分布、應(yīng)力分布等，且是無損探測、快捷簡便。25262.磁滯回線（hysteresisloop）：B落后于H變化，稱磁滯現(xiàn)象。Br─剩余磁感強(qiáng)度

(remanentmagneticinduction)；Hc─矯頑力

(coerciveforce)磁滯是由于晶體缺陷和內(nèi)應(yīng)力以及磁疇在外磁場減退時就近沿易磁化方向排列而造成的?！按艤p耗”

(hysteresisloss)

正比于B~H回線所圍的面積。27“矩磁材料”：可作記憶元件29

2.軟磁材料(softmagneticmaterial)：純鐵、硅鋼Hc小(<102A/m，一般約1A/m）。特點(diǎn)：

磁滯回線“瘦”，磁滯損耗小，適于制作交流電磁鐵、變壓器鐵芯等。坡莫合金(Fe78%、Ni22%)用于電子設(shè)備演示磁滯回線30四.居里點(diǎn)（Curiepoint）（自發(fā)磁化減弱）（磁疇瓦解，表現(xiàn)順磁性）Tc是失去鐵磁性的臨界溫度，稱“居里點(diǎn)”。Fe：Tc=767℃Ni：Tc=357℃Co：Tc=1117℃演示居里點(diǎn)31五.磁致伸縮─磁致伸縮。長度相對改變約10-5量級，溫下可達(dá)10-1；某些材料在低磁致伸縮有一定固有頻率，化頻率和固有頻率一致時，發(fā)生共振，當(dāng)外磁場變可用于制作激振器、超聲波發(fā)生器等。32△§6.