谢尔万古力-毕业论文

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1、鱼斎疆年他尢f2010届本科毕业论文题目：物质抗磁性与顺磁性的经典理论学院：物理与电子工程学院专业班级：2006级物理实验班学生姓名：谢尔万古力•吐尔逊指导教师：努尔拉副教授答辩日期：2010年5月15日新疆师范大学教务处目录1引言12物质磁性的研究历史12.1Faraday和Weber的抗磁性研究12.1Faraday和Weber的抗磁性研究43物质的抗磁性与顺磁性的经典理论53.1Gurie定律及其理论解释53.2王小林的抗磁性经典统计解释，抗磁性研究53.3抗磁性与顺磁性的经典理论8参考文献:14附录15致谢16物质抗磁性与顺磁性的经典理论摘要：门然界所有物质的木质就是磁，磁的本质

2、就是电•这两种科学同步发展起來的•物质的抗磁性与顺磁性的研究在科学研究领域中很重要的题目之一•在教材屮对此研究进行较浅的讨论，在木文屮阐述抗磁性和顺磁性的木质及对抗磁性进行较为深刻的研究.关键词：抗磁性；顺磁性；磁矩；磁化率1引言物质的种种宏观性质必然涉及构成它的微观粒子的行为•微观粒子所遵守的量子规律与宏观物质的规律是完全不同的•在量子力学尚未诞生Z前的经典电子论，采用经典理论和经典方法来处理微观现彖。2物质磁性的研究历史磁性是物质的一种基本属性，屮国是最早研究磁性现象的国家之一.在远古时代，人们就发现了天然磁石吸引铁的磁现象.11世纪初北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中，第一次记载了指南

3、针的制作和作用.沈括还首先发现了地磁偏角・12世纪初，我国已有指南针用于海航的明确记载.最早对磁现彖进行系统研究的西方人是13世纪的P.Peregrines,比沈括晚了200多年首先引进了“磁极”的概念.Peregrines总结出“异性相吸,同性相斥”的特点，这比电的对应现象的发现要早四个多世纪.2.1Faraday和Weber的抗磁性研究1778年A.Brugmans最早发现祕被磁极排斥，但当吋这一发现并未引起人们的注意・1872年，LeBaillif再次报导钮和钏被磁极排斥的现彖.在Faraday之前的物理学家虽然发现了抗磁现象，但不知道进一步应该做些什么，怎样从这种新现象屮发掘出新

4、东西.Faraday在解释抗磁现象吋，假设抗磁体与顺磁性一样，在磁场中会感应出磁性，并产生南北两种极性.抗磁体与铁磁体区别在于，两者感应出来的“极性”正好相反.Faraday认为,当螺线管屮的电流所产生的磁场作用于铁磁体吋，其屮感应出的电流方向与螺线管屮的电流方向一致，故被吸引；当磁场作用于抗磁体时，其中感应出的电流方向与螺线管中的电流方向相反，故被排斥.Weber在1848-1855年间也研究过抗磁体，Weber的抗磁理论是建立在Ampere的电动力学基础上的.Weber认为，物质内的分了电流不受任何阻力，可以把分子看作是理想导体.Weber假定，抗磁体的分子内并不存在原始电流，但存在

5、某些无电阻的电流通道.如图2-1所示，Weber考虑一环形通道，其法线方向为兀，包围的面积为S.当外磁场从0增加到H时，在环中因感应而产生的瞬间电动势为e=-—(Li+HScos3)(2-1)dx式中厶是环的自感系数，0是外磁场H与间的夹角.由电路方程，图2-1—(L/+HScos0)=Ri=0(2-2)dx上式等于零是因为电路的电阻/?=()・积分，得Li+HScos&J。(2-3)当H=0即无外磁场时分了为原始状态，5是分了的原始电流，已假定分了不存在原始电流，即zo=O,故上式变为(2-4).HScos0I=L式中i是加磁场H后在环中感应岀来的瞬时电流・出电流i产生的相应磁矩加为m

6、=iS=HS2cos0L该磁矩在磁化方向(即H方向)的分量为HS2cos20(2-5)m=z厶在分子中存在其他导电环，他们的法线〃的取向各不和同•假设各导电环的空间取向均匀分布，导电环屮感应电流的磁矩在垂直于磁化方向(即垂直于H//方向)的投影Z和应为零(即齐加Z和为零，各加Z和为零)，因此，单位体积内的总磁矩M(即啊之和).由于各计的C。宀的大小各有不同，求和的结果可用平均值cos26^表示，为(2—6)式屮cos2e是cos2&在4龙立体角内的平均值，为cos?0=+g們cos?OsinOdOd(p(2-7)(2-8)(2-9)=*6cos2°sin0d&故磁化强度为磁化率为NS2L

7、NS23L_3式中力为负值，表明物质的磁化方向与外加磁场强度方向相反，即M^H反向，屈丁抗磁体.Weber认为，既然抗磁体在磁场作用下具有了磁性，并具冇两个极，它就应与磁铁棒一样，当它在线圈中运动时，在线圈中将会出现感应电流.为此，Weber做下了如下的实验.如图2-2所示，A为产生磁场的电磁诙，B为串有电流计的螺线管绕在空心木管上，C为具有抗磁性的铤棒.当将钮棒迅速插入B中时，电流计的指针向一边偏转，表明B屮产生了反向的感应电流.