《有磁介质时的磁场》PPT课件

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1、磁畴图象第九章有磁介质时的磁场1§9.1磁介质对磁场的影响§9.3磁介质的磁化§9.4有磁介质时磁场的规律§9.5铁磁质§9.6简单磁路§9.2原子、分子的磁矩本章目录2§9.1磁介质对磁场的影响磁介质（magneticmedium）是能够影响磁场分布的物质。传导电流，介质磁化均匀各向同性介质有：μr─相对磁导率（relativepermeability）I0I0均匀各向同性磁介质长直密绕螺线管总磁感强度充满磁场所在空间时，3▲弱磁质，顺磁质（paramagneticsubstance）如：Mn，Al，O2，N2…抗磁质（diamagneticsu

2、bstance）如：Cu，Ag，Cl2，H2…▲铁磁质（ferromagneticsubstance）如：Fe，Co，Ni…磁介质的分类：某些磁介质的相对磁导率见书P287表9.14§9.2原子、分子的磁矩一.电子的磁矩ISm电子的轨道运动电流轨道磁矩电子轨道运动的角动量电子轨道磁矩与轨道角动量的关系：电子自旋磁矩和自旋角动量S的关系：5质子轨道磁矩中子无轨道磁矩。质子和中子都有自旋磁矩：g称为g因子，质子g=5.5857，中子g=3.8261。整个原子核的自旋磁矩为核的自旋角动量，因子g由原子核决定。由上可知，核磁矩远小于电子磁矩。二.质子和中子的磁矩三

3、.原子核的磁矩6四.分子磁矩和分子电流电子轨道磁矩电子自旋磁矩原子核的磁矩(molecularmagneticmoment)(molecularcurrent)i分S分m分分子电流i分分子磁矩m分等效7在磁场作用下，§9.3磁介质的磁化磁化（magnetization）：介质出现磁性或磁性发生变化的现象。一.顺磁质的磁化顺磁质分子有固有的分子磁矩（主要是电子m分10-23A·m2。热运动使完全显现磁性。方向,0Br排列趋于使分0mBrr混乱，不显磁性。轨道和自旋磁矩的贡献），8二.抗磁质的磁化抗磁质的分子固有磁矩为0。不显磁性附加磁矩显示抗磁性为什

4、么反平行于呢？9以电子的轨道运动为例，第i个电子受的磁力矩电子轨道角动量增量∴电子旋进，它引起的感应这种效应在顺磁质中也有，不过与分子固有磁矩的转向效应相比弱得多。i-e磁矩反平行于101.磁化强度：对顺磁质和抗磁质，实验表明：2.磁化电流：由于介质磁化而出现的一些等效三.磁化强度与磁化电流（magnetizationandmagnetizationcurrent）的附加电流分布。对铁磁质，实验表明：和呈非线性关系，而且是非单值对应关系11介质内：穿过L所围曲面S的磁化电流则套住dl的分子电流：L放大i分S磁介质设分子浓度为n，S分12介质表

5、面：选磁化面电流密度13§9.4有磁介质时磁场的规律考虑到磁化电流，（1）式则需要修改。设：I0─传导电流，I─磁化电流。磁介质LI0I一.H的环路定理真空中的规律14令——磁场强度（magneticfieldintensity）得：——的环路定理H▲H的单位：▲真空：奥斯特Oe（CGSM），（Oersted）A/m（SI）；15▲各向同性磁介质：—磁化率（magneticsusceptibility）—磁导率（permeability）令则有真空：=016二.环路定理的应用举例[例1]介质中闭合回路L所套联的分子电流为：证：L可任取，且可无限缩小，

6、故I0=0处，I=0。L磁介质无传导电流处，也无磁化电流。证明在各向同性均匀磁介质内，17电流密度为j（沿z），导体相对磁导率为r，求：解：且有分析的对称性，xjrhhyzxjyzdIdI[例2]如图示，已知均匀载流无限大厚平板18板外：对图示矩形回路L，xjryy-yLlh0-hxjryy-yLl0板内：有对图示矩形回路L，有19xjrhhyz求磁化面电流密度上表面：下表面：（同上表面）思考沿x向单位长度的磁化面电流为何不为0？20三.磁场的界面关系静磁屏蔽由可得B1n=B2n(1)设界面无传导电流，由可得H

7、1t=H2t(2)即：(2)＇1212121221在1很大的介质1中，线几乎平行界面，这就是铁磁质中线沿铁芯延续的情形。若，则，当时，12121>>22190°222B内R2R1铁管（板面）▲静磁屏蔽计算表明：屏蔽系数精密探头、显象管…都需要磁屏蔽。若r=4000R2=10cmt=1cm时，k=0.5%t=0.1cm时，k=5%则23各电子的自旋磁矩靠交换偶合作用使方向一致，§9.5铁磁质（ferromagneticsubstance）一.磁畴（magneticdomain）从而形成自发的均匀磁化小区域—磁畴。铁磁质中起主要

8、作用的是电子的自旋磁矩。未加磁场在磁场B中24各种材