大學物理學電子教案ch10

第10章磁介質電磁吊是工廠車間用的一種起重吊車,它的優(yōu)點是不需專門“抓物”機構,操作簡便,特別適用于起吊鐵屑等一類細物.本章內(nèi)容§10.1磁介質的分類§10.2磁介質磁性的微觀解釋§10.3有磁介質時的磁高斯定理安培環(huán)路定理§10.4鐵磁質§10.1

磁介質的分類主要內(nèi)容：1.什么是順磁質？2.什么是抗磁質？3.什么是鐵磁質?

磁介質實驗裝置（如圖所示）實驗結果（線圈L1通有電流I）：環(huán)中無磁介質時磁場為。環(huán)中有磁介質時磁場為。相對磁導率:(反映磁介質對磁場的影響程度)磁化率:在磁場作用下能被磁化并反過來影響磁場的物質。磁介質的分類順磁質：抗磁質：減弱原場增強原場弱磁性物質(惰性氣體、Li+、F-、食鹽、水等)(過渡族元素、稀土元素、錒族元素等)順磁質和抗磁質的相對磁導率都非常接近于1,即鐵磁質（通常不是常數(shù)）具有顯著的增強原磁場的性質強磁性物質(鐵、鈷、鎳及其合金等)§10.2

磁介質磁性的微觀解釋主要內(nèi)容：1.原子或分子的固有磁矩2.磁介質在外磁場中產(chǎn)生的附加磁矩3.束縛電流(磁化電流)10.2.1原子或分子的固有磁矩原子中電子的軌道磁矩原子中電子的自旋磁矩分子固有磁矩——所有電子磁矩的總和。抗磁質無外場作用時，對外不顯磁性。順磁質無外場作用時，由于熱運動，對外也不顯磁性。分子固有磁矩為零分子固有磁矩不為零10.2.2磁介質在外磁場中產(chǎn)生的附加磁矩以電子的軌道運動為例：無論電子軌道運動如何，外磁場對它的力矩總使它產(chǎn)生一個與外磁場方向相反的附加磁矩。與方向相反抗磁質分子的固有磁矩為零，附加磁矩產(chǎn)生附加磁場,附加磁場與外場方向相反——

抗磁質順磁質分子的固有磁矩不為零，未加外磁場時，由于分子熱運動，各分子磁矩的取向是雜亂無章的，在宏觀上并不表現(xiàn)磁性;有外加磁場時，在磁力矩作用下，順磁質內(nèi)部分子磁矩將要轉向外磁場方向有序的排列起來，這一加強外磁場的效應和與外磁場反方向的附加磁場相比，附加磁場完全被掩蓋了，因此，在順磁質內(nèi)部外磁場被加強了——順磁質。10.2.3束縛電流(磁化電流)分子固有磁矩等效為分子電流分子電流以充滿各向同性均勻順磁質的無限長螺線管為例在磁介質內(nèi)部的任一處，相鄰的分子電流的方向相反，互相抵消。順磁質在磁介質表面處各點，分子電流未被抵消，形成束縛電流。介質中磁場由傳導和束縛電流共同產(chǎn)生§10.3有磁介質時的磁高斯定理和安培環(huán)路定理主要內(nèi)容：1.有磁介質時的磁高斯定理2.有磁介質時的安培環(huán)路定理3.磁場強度矢量10.3.1有磁介質時的磁高斯定理有磁介質時的磁場由傳導電流和束縛電流共同產(chǎn)生磁介質存在時，磁感應線仍是一系列無頭無尾的閉合曲線無論是否有磁介質存在,磁高斯定理都是普遍成立的。10.3.2有磁介質時的安培環(huán)路定理以充滿各向同性均勻順磁質的長直螺線管為例。螺線管內(nèi)為真空時螺線管內(nèi)充滿各向同性均勻順磁質時相對磁導率因而令——磁介質的磁導率令——磁場強度矢量磁場強度矢量沿所選閉合路徑的線積分等于閉合路徑所包圍的傳導電流的代數(shù)和——

的安培環(huán)路定理一無限長載流直導線，其外部包圍一層磁介質，相對磁導率。(1)磁介質中的磁場強度和磁感應強度；(2)介質內(nèi)表面上的束縛電流。例求解(1)根據(jù)磁介質的安培環(huán)路定理(2)計算介質內(nèi)表面上的束縛電流§10.4鐵磁質主要內(nèi)容：1.鐵磁質的磁化規(guī)律3.鐵磁質的種類4.磁疇2.磁滯回線鐵磁質的主要特征：(1)高磁導率；(2)非線性；(3)具有磁滯現(xiàn)象。10.4.1鐵磁質的磁化規(guī)律磁滯回線1.鐵磁質的磁化規(guī)律

剩磁矯頑力2.磁滯回線鐵磁質的磁化過程是不可逆的——

磁滯現(xiàn)象。

討論(4)鐵磁質的磁化狀態(tài)與鐵磁質此前的磁化歷史有關。(3)鐵磁質中不是線性關系。(2)在磁化過程中有能量損失——磁滯損耗

。10.4.2鐵磁質的種類HC

較小HC

較大易磁化，易退磁剩磁較強，不易退磁變壓器、電機、電磁鐵的鐵芯永久磁鐵軟磁材料,硬磁材料,

說明鐵磁質溫度高于某一溫度TC

時,鐵磁質轉化為順磁質,此臨界溫度稱為居里溫度或居里點。10.4.3磁疇在鐵磁質中，相鄰電子之間存在著一種很強的“交換耦合”作用，使得在沒有外磁場的情況下，它們的自旋磁矩能在一個個微小區(qū)域內(nèi)“自發(fā)地”整齊排列起來——磁疇無磁化方向與有——整個鐵磁質的總磁矩為零同向的磁疇擴大磁化方向轉向的方向使磁場大大增強外場撤去，被磁化的鐵磁質受體內(nèi)雜質和內(nèi)應力的阻礙，不能恢復磁化前的狀態(tài)。磁疇的磁化方向本章小結1.磁介質的分類順磁質抗磁質鐵磁質2.磁介質的磁化順磁質：分子的固有磁矩受力矩的作用,使分子的固有磁矩趨于外磁場方向排列。這種取向排列使得原磁場得到加強?？勾刨|：它的分子沒有固有磁矩，附加磁矩產(chǎn)生附加磁場,附加磁場與外場方向相反,使得原磁場得到減弱。束縛電流：磁介質被磁化后,在磁介質表面出現(xiàn)磁化電流。3.有磁介質時的磁高斯定理和安培環(huán)路定理(1)有磁介質時的磁高斯定理無論是