磁场中的磁介质69058

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1、第9节磁介质难点第一节9.1磁介质的磁化magnetizationofmagneticmedium磁介质——能与磁场产生相互作用的物质磁化——物质受到磁场的作用产生磁性的现象。1、磁介质真空时加入介质后，空间总磁场附加磁场介质的磁化、磁导率真空中的磁场介质被磁化后所产生的附加磁场真空中的磁场介质内的合磁场介质的相对磁导率介质的磁化及相对磁导率磁介质磁介质的分类铝顺磁质抗磁质铁磁质磁介质的分类及举例1+101-10-510-4锰、镉等汞、铋等2.抗磁质与顺磁质的磁化分子磁矩：若把分子看成一个整体，这种分子电流具有的磁矩，称为分子固有磁矩或称分子磁矩，用P

2、m表示。矢量和pmS顺磁质磁化微观机制真空中的磁场介质的分子磁矩(分子中的电子自旋和绕核运动形成的电子磁矩的矢量和)无外场,磁矩随机取向,相互抵消.(1)顺磁质的磁化微观机制施加,顺磁质的同向.同向时反向时无外磁场时抗磁质分子磁矩为零抗磁质内磁场抗磁质的磁化(2)抗磁质的磁化微观机制外加磁场产生感应电场，使得电子加速或者减速，但运动半径不变。同向时抗磁质的磁化抗磁质的磁化微观机制（1）考虑电子轨道角动量方向与磁场方向相同的情况。在磁感应强度从0变到B0的过程中，外加磁场产生感应电场，使得电子加速，但运动半径不变(可严格证明）。电子做轨道运动的速度增加，

3、这种情况下产生一个附加磁场，附加磁场的B与B0相反。（2）电子轨道角动量方向与磁场方向相反时，分析可知也会产生一个附加磁场，附加磁场的B与B0相反。3、磁化强度定义：磁化强度越强，反映磁介质磁化程度越强分子磁矩的矢量和体积元单位:意义磁介质中单位体积内分子的合磁矩.二.磁介质中的安培环路定理（1）磁化电流的产生（2）磁化强度与磁化电流的关系（3）介质中磁场的安培环路定理以充满顺磁质（均匀磁介质）的长直载流螺线管为例磁化电流表面形成磁化电流(束缚电流）（1）磁化电流与磁化电流密度磁化电流密度内部分子电流抵消js——沿轴线单位长度上的磁化电流（磁化面电流密

4、度）*2、磁化强度与磁化电流的关系以载流长直螺线管为例，管内充满均匀顺磁质Is——磁化电流js——沿轴线单位长度上的磁化电流（磁化面电流密度）按定义磁化强度M在量值上等于磁化面电流密度。3.磁介质中的安培环路定理传导电流分布电流++++++++++++ADBC（磁化率）磁场强度磁介质中的安培环路定理引入辅助量H,且令（1）在各向同性的均匀磁介质（非铁磁介质）中，磁化强度与磁场强度具有线性关系：各向同性磁介质相对磁导率磁导率顺磁质（非常数）抗磁质铁磁质例1有两个半径分别为和的“无限长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为的磁介质.当两圆筒通有相反方

5、向的电流时，试求（1）磁介质中任意点P的磁感应强度的大小；（2）圆柱体外面一点Q的磁感强度.II解II同理可求第三节三.铁磁质ferromagnetic比较：15-3铁磁性一、磁化曲线(2)感应电动势法或用小线圈在缝口处测量BB-H磁滞回线(1)励磁电流I;用安培定理计算可得H在真空中原理:初始磁化曲线.......矫顽力饱和磁感应强度磁滞回线剩磁2、磁滞回线1.剩磁,剩余磁化强度Residualmagnetization2.coerciveforcen.抗磁力,矫顽(磁)力磁滞回线饱和磁感应强度剩磁矫顽力磁滞回线霍耳器件探头螺线环高斯计测电流计测实验

6、电路简图B的变化落后于H，从而具有剩磁，即磁滞效应。每个H对应不同的B与磁化的历史有关。磁滞回线--不可逆过程在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。铁磁体于铁电体类似；在交变场的作用下，它的形状会随之变化，称为磁致伸缩（10-5数量级）它可用做换能器，在超声及检测技术中大有作为。铁磁质磁化微观机制铁磁质的磁化微观机制磁畴铁磁质的自发磁化小区域(由电子自旋磁矩引起)磁畴(magneticdomain)---铁磁质中存在的自发磁化的小区域(线度～10-4m)。在一个磁畴中，约有1012～1015个原子，所有这些原子的

7、磁矩(铁磁质中起主要作用的是电子的自旋磁矩)可以不靠外磁场而通过一种量子力学效应(交换耦合作用)取得一致方向。续14铁磁质的磁化微观机制（续）各磁畴磁化方向混乱，整体不显磁性.畴壁运动磁畴的自发磁化方向与外场方向相同或相近的磁畴体积扩大,反之缩小.磁畴壁发生运动.磁畴转向磁畴的自发磁化方向转向外场方向.饱和全部磁畴方向均转向外场方向.磁滞现象及剩磁,是因磁化时磁畴相互摩擦发热,使过程不可逆.铁磁质的居里点铁磁质的居里点铁磁质被加热达到某一临界温度时,便会失去自己的特性而成为顺磁质.这一临界温度称为居里点3.有剩磁、磁饱和及磁滞现象。2.有很大的磁导率。

8、放入线圈中时可以使磁场增强102~104倍。4.温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。1.磁导