物理 磁场中的磁介质

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1、一磁介质磁化强度1磁介质对磁场的影响介质磁化后的附加磁感强度介质中总磁感强度真空中的磁感强度真空中的磁感强度铁磁质：在外磁场中能产生很强的与外场同方向的附加磁场。顺磁质：附加磁场与外磁场同向抗磁质：附加磁场与外磁场反向顺磁质：附加磁场与外磁场同向抗磁质：附加磁场与外磁场反向1—相对磁导率抗磁质（例如铜）顺磁质（例如铝）坡莫合金纯铁硅钢工程上取弱磁质铁磁质（铁、钴、镍及其合金，铁氧体）2“分子电流”模型问题的提出为什么物质对磁场有响应?为什么不同类型的物质对磁场有不同的响应,即具有不同的磁性？与物质内部的电磁结构有着密切的

2、联系安培的分子电流磁介质的“分子”相当于一个环形电流，具有磁矩——分子磁矩，在外磁场的作用下可以自由地改变方向32分子的磁矩电子的轨道磁矩电子自旋磁矩S:自旋角动量4磁矩(轨道、自旋磁矩)和角动量成正比，因此，磁矩也是量子化的。电子磁矩的取值，等于玻尔磁子的整数倍。磁矩的量子化角动量是量子化的，其值只能是普朗克常数的整数或半奇数倍。5分子的固有磁矩所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和－“分子电流模型”经典电磁学：用圆电流等效固有磁矩I原子核的磁矩等于核磁子的整数倍核磁子玻尔磁子原子核的磁矩可以忽略。6无外磁场顺磁质的磁化

3、有外磁场顺磁质内磁场3顺磁质和抗磁质的磁化表面出现磁化电流分子具有固有磁矩7无外磁场时抗磁质分子磁矩为零抗磁质内磁场同向时反向时抗磁质的磁化出现反向表面束缚电流8理论上可以证明：B与成任意角度时，附加磁矩总与磁场方向相反。在抗磁性物质中，每个分子在整体上无固有磁矩，这是因为其中各个电子原有的磁矩方向不同，相互抵消了。在加了外磁场后，每个电子的感生磁矩却都与外磁场方向相反，从而整个分子内将产生与外磁场方向相反的的感生磁矩。这便是抗磁效应的来源。9顺磁介质也有抗磁性，但感生磁矩<<固有磁矩，所以，顺磁介质的抗磁性被顺磁性掩

4、盖。顺磁质磁化：分子具有固有磁矩，固有磁矩趋向外磁场方向抗磁质磁化：分子固有磁矩为零。电子磁矩在外磁场力矩作用下进动产生和外磁场反向的感生磁矩。104磁化强度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.11磁化电流介质对磁场作用的响应——产生磁化电流磁化电流不能传导，束缚在介质内部，也叫束缚电流。它也能产生磁场，满足毕奥-萨伐尔定律，可以产生附加场B’附加场反过来要影响原来空间的磁场分布。各向同性的磁介质只有介质表面处，分子电流未被抵销，形成磁化电流12磁化电流与传导电流比较传导电流--载流子的定向流

5、动，是电荷迁移的结果，产生焦耳热，磁化电流--磁介质受到磁场作用后被磁化的后果，是大量分子电流叠加形成的在宏观范围内流动的电流，是大量分子电流统计平均的宏观效果均匀磁场中均匀介质无体束缚电流。13相同之处：同样可以产生磁场，遵从电流产生磁场规律不同之处：电子都被限制在分子范围内运动，与因电荷的宏观迁移引起的传导电流不同；分子电流运行无阻力，即无热效应14磁化的后果三者从不同角度定量地描绘同一物理现象——磁化，之间必有联系，这些关系——磁介质磁化遵循的规律三者从不同角度定量地描绘同一物理现象——磁化，之间必有联系，这些关系

6、——磁介质磁化遵循的规律15C分子磁矩（单位体积分子磁矩数）磁化电流与磁化强度的关系各向同性磁介质（磁化率）16传导电流分布电流一般情况Ic（传导）CSmI¢（磁化）二磁介质中的安培环路定理17各向同性磁介质（磁化率）磁场强度磁介质中的安培环路定理18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19有磁介质时计算磁场的分布：H（对称性分析)B20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

7、；（2）圆柱体外面一点Q的磁感强度.II21解II同理可求221磁畴无外磁场有外磁场三铁磁质232磁化曲线磁滞回线θ4006008001000H/(Am-1)15105B/10-4TB=f(H)顺磁质的B-H曲线024矫顽力当外磁场由逐渐减小时，这种B的变化落后于H的变化的现象，叫做磁滞现象，简称磁滞.由于磁滞，时，磁感强度，叫做剩余磁感强度(剩磁).O磁滞回线253铁磁性材料O软磁材料O硬磁材料不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大.O矩磁铁氧体材料26《稳恒磁场基本要求》1、了解磁的基本现象，理解磁感应强度概念.2、理

8、解毕奥-萨伐尔定律，能计算简单情况下电流的磁场分布.3、理解磁场的高斯定理和安培环路定律的意义，能计算有一定对称性的电流的磁场分布.274、理解安培力公式，能计算载流导线在均匀或非均匀磁场中受力，平面载流线圈在均匀磁场中所受力矩5、理解载流线圈磁矩和磁通量的定义，并能计算28本章基本内容运动电荷（电流）在其周围激发磁