Y第09章-3--电磁相互作用和稳恒磁场

v v v v v v v v v v ∫ M ⋅ dl = ∫ M ⋅ dl + ∫ M ⋅ dl + ∫ M ⋅ dl + ∫ M ⋅ dl
= js ab+ 0 + 0 + 0 = js ab = I s v r ∴ ∫ M ⋅ dl = I s I s 是 l 回路包围的总的分子电流
l
ab __
µ0
r 定义： 定义： H =
r B
v v ∫ H ⋅ dl = ∑Ii传
l i
µ0
r − M , --- 磁场强度，单位：安/米 磁场强度，单位：
-- 传导电流代数和
v v H ⋅ dl = ∑Ii传 (L包围） ∫
l
r H=
r B
讨论： 讨论：
µ = µ0 µr . µr = 1+ χm , v v v v H 如何计算介质中的 B ∑ ∫v ⋅ dl =vi Ii传 v H l 三、有介质的高斯定理 B = µH B
µr < 1 .
r 顺磁质 M与 r 抗磁质 M与
r B0同向； 同向； r B0反向。 反向。
5 . 磁化电流 以长直螺线管为例
4
管内充顺磁质，磁化 管内充顺磁质，磁化,
v mmi = IS S ∑
= jS lS= jS ∆V v v ∑mmi M= = jS ∆V jS -- 磁化电流密度
如图 9 — 33 有：
1
9-5
一、介质的磁化
磁介质
1 . 磁化机理和磁化强度 介质分类： 介质分类： 顺磁质， 顺磁质， µr ≥ 1 , µ ≥ µ0 . 抗磁质， 抗磁质， µr ≤ 1 , µ ≤ µ0 . 铁磁质， 铁磁质， 分子电流、 分子电流、分子磁矩 ：
µr ≥ 1 , 几百、几千倍 几百、
r 电子绕核的轨道运动产生磁矢 B 1 r 电子自旋运动产生自旋磁矢 B2
等效于一个圆电流
都产生磁效应， 都产生磁效应，
→ 分子电流
r r r r r → 分子磁矩 P = IS 和角动量 l v 当 B0 ≠ 0 ， M = me × B0 , 时 r r r r dL ∴ dL = Mdt M= dt r r r 时间内， ∴在 dt 时间内， L → L + dL, r v →Δ e与B0 反向 m 。
r r ∴ B = µH
i r r 1） M = χm H , χ m 是磁化率 ） r r r r r 2） B = µ0 H + µ0 Mr= µ0 (H + M ) r ） r = µ0 (H + χm H) = µ0 (1+ χm )H r r = µ0 µr H = µH
µ0
r −M
6
？{
2 . 铁磁质的磁化机理 —— 磁畴理论
9
r 当 B0 = 0 时，
相邻原子间的电子存在很强的交 换作用， 换作用，形成一个小小的自发磁 化区域 --- 磁畴
r 当 B0 ≠ 0 时，
磁畴转向外场方向排列 —— 铁磁质磁化
居里点
bc
cd __
da
5
二、有介质时的安培环路定理
r r 真空： 真空： ∫ B ⋅ dl = µ0 ∑I
v v 介质： 介质： B ⋅ dl = µ0 ∑(I传 + Is ) ∫
l
∑(I
传
+ Is ) 为穿过回路的总电流
v v 1 v v ∫ µ0 B⋅ dl = ∑(I传 + Is ) = ∑I传 + ∫ M ⋅ dl l v v v B ∴ ∫( − M ) ⋅ dl = ∑I传
r r r B = B0 + B′ r r r r r ∫∫ B ⋅ dS = ∫∫ (B + B′) ⋅ dS = 0
四、铁磁质
1 . 铁磁质的磁化特性
7
NI H= 2πr 测B， 改变I， 测出H ~ B曲线 。
2） µr — H曲线 ）
1）起始磁化曲线 ）
→ µ 随 H 变化
8
3） 磁滞回线 ） Br --- 剩磁 Hc --- 矫顽力 铁磁质中 B 的变化总 是落后于外加磁场 H 的变化 ---- 磁滞现象
2. 顺磁质磁化
2
r v B0 = 0 热运动分子磁矩无规则排列，不显磁性 ∑mmi = 0 , 热运动分子磁矩无规则排列， r r v B0 ≠ 0 ∑mmi ≠ 0 , 产生附加磁场 B′
r B0
r v m 进动产生的 Δ e → B′ 小，略去
r r r ∴ 合场B = B0 + B′ ,
r r r B = B0 + B′
同方向。 同方向。
µr > 1 .
3 . 抗磁质
3
r B0 = 0时, r B0 ≠ 0时,
v mmi = 0 . ∑
r v 反向， 由进动产生 ∆me 与 B0 反向， r r ∴ B′与B0 反向 。
r r r ∴ 合场B = B0 − B′ ,
r 4 . 磁化强度 M = v mmi ∑ ∆V