物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件

物質(zhì)磁性及其應(yīng)用張?zhí)┯乐袊?guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)

物質(zhì)磁性及其應(yīng)用1一.

前言：

人類(lèi)對(duì)磁性的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用有著悠久的歷史。

以下是我們?cè)陔姶艑W(xué)課中見(jiàn)到的磁現(xiàn)象

物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件2物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件3物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件4物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件5物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件6物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件7物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件8物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件9磁性是物質(zhì)一種比較少見(jiàn)的只在少數(shù)地方得到應(yīng)用的現(xiàn)象呢？還是一種存在非常普遍應(yīng)用非常廣泛的現(xiàn)象呢？磁性是物質(zhì)一種比較少見(jiàn)的只在少數(shù)地方得到應(yīng)用的現(xiàn)象10正確的答案是：磁性是物質(zhì)的基本屬性，就像物質(zhì)具有質(zhì)量和電性一樣。換句更簡(jiǎn)單的話說(shuō)就是：

一切物質(zhì)都具有磁性。正確的答案是：11物質(zhì)磁性的研究和應(yīng)用已經(jīng)在人類(lèi)社會(huì)生活的各個(gè)方面都得到深入而廣泛的發(fā)展。磁現(xiàn)象的研究和應(yīng)用依然是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)研究的重要領(lǐng)域。物質(zhì)磁性的研究和應(yīng)用已經(jīng)在人類(lèi)社會(huì)生活的各12物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件13物質(zhì)磁性的起源：

安培分子電流學(xué)說(shuō)組成磁鐵的每個(gè)分子都具有一個(gè)小的分子電流，經(jīng)過(guò)磁化的磁鐵其小分子電流都定向規(guī)則排列物質(zhì)磁性的起源：14物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件15物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件16

現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為物質(zhì)的磁性來(lái)源于組成物質(zhì)中原子的磁性原子中外層電子的軌道磁矩電子的自旋磁矩原子核的核磁矩

17物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件18

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原子的總磁矩應(yīng)是按照原子結(jié)構(gòu)和量子力學(xué)規(guī)律將原子中各個(gè)電子的軌道磁矩和自旋磁矩相加起來(lái)的合磁矩

20物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件21總的來(lái)說(shuō)，組成宏觀物質(zhì)的原子有兩類(lèi)：一類(lèi)原子中的電子數(shù)為偶數(shù)，即電子成對(duì)地存在于原子中。這些成對(duì)電子的自旋磁矩和軌道磁矩方向相反而互相抵消，使原子中的電子總磁矩為零，整個(gè)原子就好像沒(méi)有磁矩一樣，習(xí)慣上稱(chēng)他們?yōu)榉谴旁??？偟膩?lái)說(shuō)，組成宏觀物質(zhì)的原子有兩類(lèi)：22

另一類(lèi)原子中的電子數(shù)為奇數(shù)，或者雖為偶數(shù)但其磁矩由于一些特殊原因而沒(méi)有完全抵消使原子中電子的總磁矩（有時(shí)叫凈磁矩，剩余磁矩）不為零，帶有電子剩余磁矩的原子稱(chēng)作磁性原子。

23以上關(guān)于物質(zhì)磁性惟一來(lái)源于磁矩的觀點(diǎn)，統(tǒng)稱(chēng)為《磁矩學(xué)說(shuō)》，或稱(chēng)為《磁偶極矩學(xué)說(shuō)》。他的一個(gè)很明確的結(jié)論是不存在磁單極。1931年狄拉克從理論上論證了磁單極子存在的可能性。但至今還未曾從實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)磁單極子。以上關(guān)于物質(zhì)磁性惟一來(lái)源于磁矩的觀點(diǎn)，統(tǒng)稱(chēng)為《24物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件25物質(zhì)磁性的分類(lèi)抗磁性：順磁性：鐵磁性：亞鐵磁性：反鐵磁性：物質(zhì)磁性的分類(lèi)26物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件27物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件28物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件29物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件30物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件31磁性材料的廣泛應(yīng)用現(xiàn)代文明社會(huì)離不開(kāi)磁性材料描述材料性質(zhì)的主要參數(shù)：內(nèi)稟磁性：飽和磁化強(qiáng)度；居里溫度；磁晶各向異性；磁致伸縮系數(shù)；技術(shù)磁性：磁導(dǎo)率；矯頑力；剩余磁化強(qiáng)度；損耗；磁性材料的廣泛應(yīng)用32物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件33物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件34分類(lèi)：永磁材料；（硬磁材料）經(jīng)外磁場(chǎng)磁化去掉磁場(chǎng)后，能長(zhǎng)時(shí)間保留其較高剩余磁化強(qiáng)度且不易受外界干擾的強(qiáng)磁材料。主要用來(lái)提供一個(gè)穩(wěn)定的有一定強(qiáng)度和分布的磁場(chǎng)。軟磁材料：矯頑力很低，既容易被外場(chǎng)磁化，又容易退磁的強(qiáng)磁材料。主要用于電磁能的轉(zhuǎn)換。分類(lèi)：35物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件36物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件37信磁材料：在信息技術(shù)中有重要應(yīng)用的一類(lèi)。磁記錄材料；磁記錄材料；磁頭用材料；矩磁材料；用于存儲(chǔ)器磁泡材料；旋磁材料；磁光材料。信磁材料：在信息技術(shù)中有重要應(yīng)用的一類(lèi)。38特磁材料：利用磁效應(yīng)的一類(lèi)材料。磁效應(yīng)：物質(zhì)的磁性和磁場(chǎng)會(huì)影響到物質(zhì)其他物理性質(zhì)的變化，同時(shí)，物質(zhì)其他性質(zhì)的變化也會(huì)引起物質(zhì)磁性的變化，前者被稱(chēng)為磁效應(yīng)，后者稱(chēng)為逆效應(yīng)。磁力效應(yīng)磁電效應(yīng)磁熱效應(yīng)磁光效應(yīng)特磁材料：利用磁效應(yīng)的一類(lèi)材料。39物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件40物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件41物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件42物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件43物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件44磁共振及其應(yīng)用磁共振是物質(zhì)磁矩系統(tǒng)在恒定磁場(chǎng)和一定頻率的交變磁場(chǎng)的同時(shí)作用下，且恒定磁場(chǎng)和交變磁場(chǎng)頻率滿足一定關(guān)系時(shí)，磁矩系統(tǒng)從交變磁場(chǎng)中吸收能量的現(xiàn)象。磁共振及其應(yīng)用45電子順磁共振；（電子自旋共振）鐵磁共振；亞鐵磁共振；反鐵磁共振；核磁共振；電子順磁共振；（電子自旋共振）46生物磁現(xiàn)象

生物材料的磁性及其變化包含生命活動(dòng)的信息。腦磁圖；心磁圖；肺磁圖外磁場(chǎng)對(duì)生物體和生命活動(dòng)有著重要影響。生物磁現(xiàn)象47物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件48物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件49物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件50物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件51磁電子學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用利用磁有序材料中，磁有序可能對(duì)電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響的效應(yīng)做成電子器件。巨磁阻效應(yīng)：導(dǎo)電電子的自旋磁矩如果順著磁有序材料的電子自旋方向前進(jìn)，材料處于低電阻狀態(tài)；反之，如果垂直于自旋方向，則呈高電阻狀態(tài)。磁電子學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用52物質(zhì)的磁性及其應(yīng)用課件53下一世紀(jì)可能的新器件：自旋閥開(kāi)關(guān)