22讲 磁介质及其分类

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1、1第14章物质的磁性§14.1磁介质及其分类§14.2有磁介质时磁场的规律2与介质有关的电流产生传导电流产生§14.1磁介质及其分类一、磁介质的分类二、磁介质的磁化三、磁化强度与磁化电流一、磁介质的分类磁介质是能够影响磁场分布的物质。传导电流介质磁化总磁感强度3在介质均匀充满磁场的情况下μr─相对磁导率I0I0长直密绕螺线管▲弱磁质，顺磁质如：Mn，Al，O2，N2，…抗磁质如：Cu，Ag，Cl2，H2，…▲铁磁质如：Fe，Co，Ni，…4——宏观上产生附加磁场将顺磁质放入外场分子环流在外场作用下，产生取向转动，磁矩将转向

2、外场方向1)顺磁质磁化顺磁质分子有固有的分子磁矩（主要是电子轨道和自旋磁矩的贡献），P分10-23A·m2。方向与方向相同5在外场作用下，每个分子中的所有电子都产生感应磁矩，2)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则磁介质产生附加磁场。与外场方向相反经典模型解释：电子原有的轨道运动在磁力矩作用下旋进。61.磁化强度：实验表明：对顺磁质和抗磁质，2.磁化电流：三、磁化强度与磁化电流对铁磁质，和呈非线性和非单值对应关系。均匀磁场螺线管截面磁化强度越强，反映磁介质磁化程度越强在磁介质内部的任一小

3、区域：相邻的分子环流的方向相反在磁介质表面处各点：分子环流未被抵消形成沿表面流动的面电流——束缚电流7由于分子磁矩的取向一致考虑到它们相对应的分子电流，介质磁化而出现的一些等效的附加电流分布。如长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质将被均匀磁化。L放大i分S在磁介质内取体积，任意闭合回路LS分8穿过L所围曲面S的磁化电流设分子浓度为n，与dl铰链的分子电流：i分S分LS9介质表面磁化电流密度：选磁化面电流密度——束缚电流密度可证明:10磁化强度磁化电流极化强度磁介质与电介质对比极化电荷磁介质产生附

4、加磁场与外场方向相同电介质产生附加电场与外场方向相反11§14.2有磁介质时磁场的规律考虑到磁化电流，（1）式则需要修改。真空中的规律12设：I0─传导电流I─磁化电流磁介质I定义LI0磁场强度磁场的环路定理A/m（SI）1奥斯特一、有介质时的环路定理13磁介质内磁场强度沿所选闭合路径的环流等于闭合积分路径所包围的所有传导电流的代数和。任意闭合回路L，则磁化强度M沿L的积分等于穿过此积分回路围成的面积上束缚电流强度的代数和。14在外磁场不太强的情况下,对于各向同性线性介质，——介质的磁化率令则相对磁导率对照电介质：15二

5、、环路定理的应用举例例1介质中闭合回路L所套连的磁化电流为：证：证明在各向同性均匀磁介质内无传导电流处也无磁化电流。L任取且可无限缩小故I0=0处I=0磁介质L一定条件下，可用安培环路定理求解磁场强度，然后再求解磁感应强度。16例一充满均匀磁介质的密绕细螺绕环，求磁介质内的解取回路如图，设总匝数为N,则细螺绕环17讨论：设想把这些磁化面电流也分成每米103匝，相当于分到每匝有多少？>>2(A)18铁磁质中起主要作用的是电子的自旋磁矩。各电子的自旋磁矩靠交换偶合作用使方向一致，从而形成自发的均匀磁化小区域——磁畴。未加磁场在

6、磁场B中19纯铁硅铁钴磁畴20Si-Fe单晶(001)面的磁畴结构箭头表示磁化方向0.1mm21（1）零电阻现象：当物质的温度下降到某一确定值TC（临界温度）时，物质的电阻率由有限值变为零的现象称为零电阻现象，也称为物质的完全导电性。临界温度TC是一个由物质本身内部性质确定的、局域的内禀参量。若样品很纯，且结构完整，超导体在一定温度下，由正常的有阻状态（常导态）急剧地转为零电阻状态（超导态），如图的曲线Ⅰ。超导体同时具有完全导电性和完全抗磁性的物质称为超导体。完全导电性和完全抗磁性是超导电性的两个最基本的性质。22超群的超导

7、磁体超导计算机高温超导薄膜磁悬浮列车