15磁介质的磁化磁化强度矢量--大学物理电子教案.ppt

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1、磁介质的磁化磁化强度1①.顺磁介质磁场中放入磁介质磁介质发生磁化产生附加磁场如铝、锰、铬等。一、磁介质的磁化现象1.磁介质的分类凡是能与磁场发生相互作用的物质叫磁介质。顺磁介质中产生的附加磁场与外场方向相同，磁介质中的场要比外场大。②抗磁介质抗磁介质中产生的附加磁场与外场方向相反，磁介质中的场要比外场小。2如金属金、银、铜等。③铁磁介质铁磁介质中产生的附加磁场与外场方向相同，但磁介质中的场要远比外场大，是外场的几百倍到几万倍。如金属钢、铁、钴、镍等。2.磁介质的磁化机制类似电介质的讨论，从物质电结构来说明磁性的起源。NS相当于一磁偶极子3整个分子磁矩是其中各个电子

2、的轨道磁矩和自旋磁矩以及核的自旋磁矩的矢量和（核的自旋磁矩常可忽略）。原子中电子参与两种运动：自旋及绕核的轨道运动，对应有轨道磁矩和自旋磁矩。顺磁质：由具有固有磁矩的分子组成。分子中各电子的磁矩不完全抵消，整个分子具有一定的固有磁矩。抗磁质：分子中各电子的磁矩完全抵消，整个分子不具有固有的磁矩。1.顺磁质的磁化机制磁介质是由大量分子或原子组成，无外场时，顺磁质分子的磁矩排列杂乱无章，介质内分子磁矩的矢量和。4有外磁场时，这些分子固有磁矩就要受到磁场的力矩作用，等效Is⊙从导体横截面看，导体内部分子电流两两反向，相互抵消。导体边缘分子电流同向,未被抵消的分子电流沿着

3、柱面流动。分子电流可等效成磁介质表面的磁化电流Is，Is产生附加磁场。分子磁矩的矢量和:力矩的方向力图使分子磁矩的方向沿外场转向。各分子磁矩都在一定程度上沿外磁场方向排列起来.5加外磁场后，电子受的向心力为核力和洛仑兹力的叠加，iei产生反向电子附加磁矩2.抗磁质的磁化机制磁化电流Is可产生附加磁场，但无热效应，因为无宏观电荷的移动，磁化电流束缚在介质表面上，不可引出，因此，磁化电流也称为束缚电流。对抗磁介质来说，无外磁场时，各电子的磁矩矢量和为0，分子磁矩,分子不显磁性。6综上所述：不论电子的轨道磁矩方向如何，附加磁场总与外场反向，eieii产生反向电子附加磁矩

4、同理，分子电流可等效成磁介质表面的磁化电流Is，Is产生附加磁场。Is等效⊕7②.对于顺磁介质分子磁矩>电子附加磁矩，顺磁效应>抗磁效应；③.抗磁介质中电子附加磁矩起主要作用，显抗磁性。①.抗磁性是一切磁介质固有的特性，它不仅存在于抗磁介质中，也存在于顺磁介质中；明确几点：在外场中在外场中顺磁质抗磁质81.定义：单位体积内分子磁矩的矢量和。单位：安/米，A/m方向：与分子磁矩矢量和同向。表征物质的宏观磁性或介质的磁化程度的物理量。注意：因为它与介质特性、温度与统计规律有关。是第i个分子的磁矩；宏观无限小微观无限大；②.真空中。①.无外磁场Bo时，介质中。顺磁质与同

5、向，所以与同方向抗磁质与反向，所以与反方向其中：二、磁化强度92.磁化强度与磁化电流Is的关系定义：沿磁介质轴线方向上单位长度的磁化电流称为磁化电流密度js。结论1：磁化强度大小数值上等于磁化电流密度。普遍情况下可以证明：束缚电流线密度的大小等于磁化强度的切向分量。电介质有束缚电荷面密度的大小等于电极化强度的法向分量。在外磁场作用下，介质中的分子电流可等效成介质表面的磁化电流Is，它产生附加磁场，但无热效应。微分关系10磁化强度沿任一回路的环流，等于穿过此回路的束缚电流IS的代数和。IS与L环绕方向成右旋者为正，反之为负。物理意义与电介质中对比的公式结论2：磁化强

6、度沿闭合路径的线积分，等于环路内磁化电流的代数和。束缚面电流磁化强度电极化强度束缚电荷积分关系11