第21章磁介质

µ
B
（1）磁化曲线 ）
S C
M
µ
A
o
(a) H S
H
o
(b)
H
o
(c)
H
（2）磁滞回线 ）
应用程序
B R
−H S
S
M
−H S
R
S
HS
HS
o
S′
H
o
S′
H
R′
R′
(a) B—H磁滞回线 磁滞回线
(b)M—H磁滞回线 磁滞回线
（3）磁滞伸缩 ） 铁磁质在磁化过程中，会发生长度和体积的改变，此现象 铁磁质在磁化过程中，会发生长度和体积的改变， 称磁滞伸缩。 称磁滞伸缩。 （4）居里点 ） 铁磁质加热到一定温度后， 铁磁质加热到一定温度后，铁磁性会消失而改变为普通 的顺磁质，此时的温度称居里点。 的顺磁质，此时的温度称居里点。 o o 纯镍的居里点为 358 C ；纯铁的居里点为 770 C
B 定义介质的相对磁导率： 定义介质的相对磁导率： r = µ B0
r r (1)顺磁质：附加磁场 B′ 与外磁场 B0 同向 顺磁质： 顺磁质 µ r > 1 例：锰、铬等 r r (2)抗磁质：附加磁场 B′ 与外磁场 B 反向 抗磁质： 抗磁质 0 µr <1 水银、 例：水银、铜等 r r 很大， （3）铁磁质：附加磁场 B′ 很大，且与外磁场 B ）铁磁质： 0 µr 1 例：铁、钴等
B
B = µ0 H
H
三、磁化强度
定义：磁介质的磁场中， 定义：磁介质的磁场中，某点单位体积中分子 v 磁矩的矢量和称为该点的磁化强度。 磁矩的矢量和称为该点的磁化强度。记为 M
v M=
v ∑pm ∆V
描述物质磁化的程度与状态。 描述物质磁化的程度与状态。 国际制单位： 国际制单位： v
∆V
v ∑∆pm
2、铁磁质的磁化机理 、铁磁质的磁化机理——磁畴理论 磁畴理论 铁磁质是由一些自发磁化的区域--磁畴构成 铁磁质是由一些自发磁化的区域 磁畴构成
多 晶 体
单 晶 体
H
无外场时： 无外场时：
两类磁介质： 顺磁质--每个分子的固 两类磁介质： 顺磁质 每个分子的固 v 有磁矩不为零。 有磁矩不为零。pm ≠ 0 抗磁质--每个分子的固 抗磁质 每个分子的固 v 有磁矩为零。 有磁矩为零。 pm = 0
v ∑pm = 0
v 与外磁场取向一致的几率增大。 分子磁矩 pm 与外磁场取向一致的几率增大。 v pm v v v v M = pm × B pm v B0 v B0 v ∑pm ≠ 0
v pm
实验表明
v [ pm ] = A⋅ m2 = A/ m M = [ ∆V ] m3
v v χm v M = χm H = B
µ
磁化率） （ χ m 磁化率）
四、铁磁质的磁化和应用 1、铁磁质的特性 、 由于磁化，铁磁质内部磁场比无铁磁质时增大百倍至千 由于磁化， 倍以上。 倍以上。 v v 不是恒量。 不是简单的线性关系。 不是恒量。即H 与 B 不是简单的线性关系。 磁化场撤除后，铁磁质内仍得到一定的磁性。 磁化场撤除后，铁磁质内仍得到一定的磁性。
高速旋转的电子受到洛仑兹 力将产生进动。 力将产生进动。
v v dL 角动量定理： 角动量定理： M = dt
v v dL = Mdt
Z
·
X
ZO
mg
Y
结论： 结论：电子进动产生的 附加磁矩 总是 减弱外磁场。 减弱外磁场。 O
介质磁化的过程如下： 介质磁化的过程如下： 顺磁质
在外场中
抗磁质
在外场中
第二十一章 磁介质
一、磁介质 磁介质：一切实物物质， 磁介质：一切实物物质，在磁场作用下都会产生不同程 度的磁化， 度的磁化，磁化了的物质又反过来影响原来的 磁场。凡是有这种特性的物质都叫磁介质。 磁场。凡是有这种特性的物质都叫磁介质。 v v v 磁介质内部： 磁介质内部： B = B0 + B′
三种不同的磁介质： 三种不同的磁介质：
同向
二、顺磁质和抗磁质的磁化机理
A环绕原子核的电子高速旋转； 环绕原子核的电子高速旋转； 环绕原子核的电子高速旋转 B电子自身要自旋。 电子自身要自旋。 电子自身要自旋 N 相当于一 S
i
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磁偶极子
分子电流--每个分子中电荷运动所产生的磁效应 分子电流 每个分子中电荷运动所产生的磁效应 的等效电流。 的等效电流。 v 分子磁矩--分子电流所产生的磁矩，记为 pm 分子磁矩 分子电流所产生的磁矩， 分子电流所产生的磁矩 v 又称为固有磁矩 pm