1 磁介质与磁化强度矢量

合集下载

电磁学-磁介质

• 磁介质（magnetic medium）：
–对磁场有一定响应,并能反过来影响磁场的物质 –一般物质在较强磁场的作用下都显示出一定程度的磁性，
即都能对磁场的作用有所响应，所以都是磁介质
• 磁化（magnetization）
–在外磁场的作用下，原来没有磁性的物质，变得具有磁性，简称磁化。磁介质被磁化后，会产生附加磁场，从而改变原来空间磁场的分布
• 顺磁质的磁化
– 分子在外磁场作用下趋向于外磁场排列 –热运动与磁场作用相抵抗
抗磁质
有外场
m分子0 m分子0
抗磁质
• 抗磁质分子的固有磁矩m分子= ml+ ms＝0 • 不存在由非零的分子固有磁矩规则取向引
起的顺磁效应。磁性来源？
• 抗磁质磁性起源于电子轨道运动在外磁场下的变化
• 电子轨道运动为什么会变化？原因：在外磁场下受洛伦兹力
D (1 e )0E
r (1 e )
v
vv
D r0E E
r称为相对电容率
或相对介电常量
例1 一环形螺线管，管内充满磁导率为μ，相对磁导率为μr的顺磁质。环的横截面半径远小于环的半径。
单位长度上的导线匝数为n。
求：环内的磁场强度和磁感应强度
解：
H dl
L
H 2r
NI
NI
r
H
nI
• 解决的办法——需要补充或附加有关磁介质磁化性质的已知条件
• 有介质时，第四章中给出的安培环路定理
可理解为
I' M dl
总场
两边同
除以0 ，
再移项
定义：磁场强度
B dl 0 I 0I0 I'
L
L内
B dl 0 I0 0 M dl

磁介质的磁化与磁化强度的计算

磁介质的磁化与磁化强度的计算磁介质是一类能够被磁化并保持磁化状态的物质。

它的磁化过程和磁化强度的计算对于理解磁性材料的性质和应用具有重要意义。

本文将详细介绍磁介质的磁化过程以及如何计算磁化强度。

1. 磁化过程磁介质的磁化过程可以分为自由磁化和感应磁化两个阶段。

自由磁化是指在磁场的作用下，磁介质中的磁性微区域（磁畴）发生磁矩定向的过程。

在自由磁化过程中，磁介质内部的磁矩会逐渐定向，并在达到饱和磁化强度时停止变化。

饱和磁化强度是指磁介质中所有磁矩都在磁场的作用下达到最大定向程度的状态。

感应磁化是指在外加磁场存在的情况下，磁介质中的磁矩发生进一步的调整，以适应外加磁场的变化。

感应磁化过程中，磁介质的磁矩会随着外加磁场的变化而变化，但总体上仍保持相对的定向。

2. 磁化强度的计算磁化强度是描述磁介质磁化程度的物理量，用字母H表示。

磁化强度的计算方法根据磁场类型的不同而有所不同。

对于恒定磁场，磁化强度可以通过以下公式计算：H = B/μ0 - M其中，B为磁感应强度，μ0为真空中的磁导率，M为磁化强度。

恒定磁场中，磁化强度的方向和磁感应强度的方向相同。

对于交变磁场，磁化强度可以通过以下公式计算：H = Im(B)/μ0 - M其中，Im(B)为磁感应强度的实部，μ0为真空中的磁导率，M为磁化强度。

交变磁场中，磁化强度的方向和磁感应强度的实部方向相同。

需要注意的是，磁化强度和磁感应强度的单位一般为安培/米（A/m）。

3. 磁介质的应用磁介质由于其特殊的磁化特性，在很多领域都有广泛的应用。

以下是几个常见的磁介质应用：（1）磁存储器件：磁介质的磁性能使其成为磁存储器件（如硬盘驱动器、磁带等）中的重要组成部分。

（2）变压器：磁介质广泛应用于变压器中，通过磁化和磁感应的相互作用来实现电能的传输和转换。

（3）磁共振成像：磁介质的磁性质使其成为核磁共振成像（MRI）技术中的重要材料，用于获取人体内部的磁共振信号。

（4）磁随机存取存储器：磁介质的磁性使其成为磁随机存取存储器（MRAM）等新型存储器件的关键部件。

电动力学

17
I
x
µ1
第五章恒定磁场分析
5.磁化效应的求解磁化效应的求解
21~22
八、磁介质分界面上的边界条件
z
µ0
I
解：磁场方向与边界面相切，由边界条磁场方向与边界面相切，
1
x
r r µ 件知，在分界面两边，不连续。件知，在分界面两边，连续而 B 不连续。 H r r 使用安培定律 ∫ H ⋅ dl = I C µ0I ˆ ⇒ H ϕ ⋅ 2π r = I r 2πr eϕ (z > 0) r r ∴B = µH = I ˆ ⇒H = eϕ µ1I e (z < 0) 18 ˆϕ 2π r 2πr
pm = idS
m
r 式中：为电子运动形成的微观电流；式中：i 为电子运动形成的微观电流；
r 为分子电流所围面元。 ∆S 为分子电流所围面元。
∆S
i
1
第五章恒定磁场分析
1.磁化与磁化强度矢量磁化与磁化强度矢量
(2) 介质的磁化现象介质的磁化现象(Magnetization)：：磁化前，分子极矩取向杂乱无章，磁化前，分子极矩取向杂乱无章，磁介质宏观上无任何磁特性。磁介质宏观上无任何磁特性。磁介宏观上无任何磁特性质内存在外加磁场时：质内存在外加磁场时：大量分子的分子极矩取向与外加磁场趋于一致，分子极矩取向与外加磁场趋于一致，宏观上表现出磁特性。宏观上表现出磁特性。这一过程即称为磁化。称为磁化。磁化
21~22
六、物质的磁化现象磁化强度
若在磁介质内部存在自由线电流，若在磁介质内部存在自由线电流，则在自由电流处存在磁化线电流。磁化线电流。
5
第五章恒定磁场分析

第15磁介质的磁化

pm
B
pm
I
I
pm
pm
I
I
V Pm 0
磁场越强,温度越低,排列越整齐.
2. 抗磁质： (分子固有磁矩为0)
Pm 0
pm
il 0
在有外磁场时轨道角动量绕磁场旋进，电子附加一个与磁感强度相反的磁矩，分子中各电子因进动而产生的磁效应
B0
进动
v
L
动量矩
的总和,称分子的附加磁矩, 方向与外
2.磁化强度:
pmi
lim M
i
V 0 V
单位体积内分子磁矩的矢量和。
它带来附加磁场 B'的贡献。
V
pmi
B
注意：1）V 要宏观无限小，微观无限大。
2）顺磁质中，M与外场方向一致，抗磁质中，M
与外场方向相反。
3）M的单位：
M
pm V
A m2 m3
A/m
4）物理含义--描述物质磁化的程度与状态。
积分关系
M dl Im
L
L内
M
b
磁化强度对闭合回路的线积分
a
等于通过回路所包围的面积内的
c
总磁化电流。
d
作闭合回路 abcda 求积分
M dl M dl M dl M dl M dl
L
ab
bc
cd
da
M
dl
ab
Mlab
jmlab
Im
磁化强度与磁化面电流的关系，虽然是从特例
pm
的轨道运动，对应有自旋
磁矩和轨道磁矩。
用等效的分子电流磁矩来
I
表示各个电子对外界磁效
应的总合。

第十节磁介质磁化强度

11-1 磁介质磁化强度一、磁介质磁化强度磁场对处于磁场中的物质也有作用，使其磁化。

一切能够磁化的物质称为磁介质。

而磁化了的磁介质要激起附加磁场，也会对原磁场产生影响。

应当指出的是，磁介质对磁场的影响远比电介质对电场的影响要复杂得多。

不同的磁介质在磁场中的表现则是很不相同的。

假设没有磁介质（即真空）时，某点的磁感强度为0B ，放入磁介质后，因磁介质被磁化而建立的附加磁感强度为B '，那么该点的磁感强度B 应为这两个磁感强度的矢量和，即B B B '+=0实验表明，附加磁感强度B '的方向随磁介质而异。

有一些磁介质，B '的方向与0B 的方向相同，使得0B B >，这种磁介质叫做顺磁质，如铝、氧、锰等；还有一类磁介质，B '的方向与0B 的方向相反，使得0B B <，这种磁介质叫做抗磁质，如铜、铋、氢等。

但无论是顺磁质还是抗磁质，附加磁感强度的值B '都较0B 要小得多（约几万分之一或几十万分之），它对原来磁场的影响极为微弱。

所以，顺磁质和抗磁质统称为弱磁性物质。

实验还指出，另外有一类磁介质，它的附加磁感强度B '的方向虽与顺磁质一样，是和0B 的方向相同的，但B '的值却要比0B 的值大很多（可达102-104倍），即0B B >>，并且B 和B 0的比值不是常量。

这类磁介质能显著地增强磁场，是强磁性物质；我们把这类磁介质叫做铁磁质，如铁、镍、钴及其合金等。

弱磁性物质的顺磁性和抗磁性的微观机理，与强磁性物质的铁磁性显著不同。

这节用安培的分子电流学说简单说明顺磁性和抗磁性的起源。

关于铁磁质的铁磁性将在第11-3节中介绍。

在物质的分子中，每个电子都绕原子核作轨道运动，从而使之具有轨道磁矩（参阅第10-2节）；此外，电子本身还有自旋（参阅第17-10节），因而也会具有自旋磁矩。

一个分子内所有电子全部磁矩的矢量和，称为分子的固有磁矩，简称分子磁矩，用符号 m 表示。

第六章-磁介质概要

没有外磁场时 Ze2
4 0 r 2
m02r
(1) B
Ze2
40r 2
erB
m 2r
将 0 带入可得
Ze2
4 0 r 2
e0rB
erB
m02r 2m0r m()2 r
eB 或 e B
2m
2m
(2) B 此时 0 仍有 e B
2m
m0
er 2 2
0
m er2 e2r2 B
1.软磁材料磁滞回线狭长，磁滞损耗小，适用于交变磁场中。具有高的磁导率和高的电阻率。
2.硬磁材料（永磁体）
永磁体(permanent magnet)是在外加的磁化场去掉后仍保留一定的
（最好是较强的）剩余磁化强度M（R 或剩余磁感应强度BR）的物体。永磁体的作用是在它的缺口中产生一个恒定的磁场。做永磁铁的材
6.3.2 顺磁质和抗磁质
绕原子核轨道旋转运动的电子相当于一个电流环，从而有一定的磁矩称为轨道磁矩；
与电子自旋运动相联系的磁矩叫做自旋磁矩；
由于电子带负电，其磁矩m和角速
度的方向总是相反的。
I e e T 2
环形电流面积S r2
磁矩m
ISen
er 2 2
磁介质的分子可以分为两大类：一类分子中各电子磁矩不完全抵消，因而整个分子具有一定的固有磁矩；另一类分子中各电子的磁矩相互抵消，因而整个分子不具有固有磁矩。
(L)
( L内)
在真空中M
0，H
B
0Leabharlann 或B=0 HH的单位：A/m或奥斯特(Oe),1A / m 4 103Oe
磁感应强度B所满足的“高斯定理”： B dS 0无论
(S)

磁介质

这时满足的运动学方程为
Ze2 2 e rB m r 2 4 0 r
v

' m
同向时
当B不太大时，
0 , 0 20
2 2
eB 由此解得 2m
当 // B 时，也可以得到上述表达式
即的方向总是与外磁场 B的方向相同。
0 B H M
M ) dl I
L
0
0 S ( 0 E P ) dS q S D 0E P
S
0
L H dl I
L
D dS e dV
S V
B , H , M 之间的关系
（4）超导体
r 0
B0
1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。
由于 r 与1相差甚微，为使用方便，故引入磁介质的磁化率 m
r 1 m
r 1 e

L
B dl 0 I 0 I s
L L
磁介质中的安培环路定理
电介质中的高斯定理
L B dl 0 I 0 L M dl
L ( B
L
1 ' S E dS (q qi ) 0 S 1 1 S E dS q S P dS
Is
I0
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）
3、磁化强度和磁化电流密度之间的关系：
以长直螺线管中的圆柱形磁介质来说明它们的关系。

大学物理-第十一章静磁学C

34
例11-24 图示为三种不同的磁介
质的B~H关系曲线，其中虚线表示 B
a
的是B=oH的关系。a、b、c各代
表哪一类磁介质的B~H关系曲线：
b
a代表铁磁质的B~H关系曲线。
c
b代表顺磁质的B~H关系曲线。
H
c代表抗磁质的B~H关系曲线。
抗磁质和顺磁质的B和H间是线性关系, 相对磁导率r
与1相差不大。在一般性(精度要求不高)的问题中，可
χmH
其中m叫磁介质的磁化率。
由：
H
B
M
μo
得： B 0 (H M ) 0 (1 m )H
可证明1+m=r相对磁导率, or= 磁导率, 则
B μ0 μr H μH
21
磁场强度
真正有物理意义的, 对磁场中的运动电荷或电流有力的作用的是B而不是H, 磁学中H仅是一个辅助量, 相当于电学中的D,由于历史
M
dL
I
dt
dL Mdt
dL垂直于磁矩和磁场构成的平面，在虚线的圆周上，绕磁场转动。
7
因此抗磁质中
B
B0
B
B0
这是抗磁性的重要表现。
(2)顺磁质：
pm Δpm pm 0 称为取向磁化。
分子的固有磁矩pm产生的附加磁场B´的方向总是与外磁场Bo的方向相同, 因此顺磁质中
求解思路
选高斯面
（2）由
求（3）由
（2）由
D dS
s
q0
（S内）
求
D E
D
（3）由
0 r
H dl l
I o内
H
B 0rH 求 B
求E
24

磁化强度

∑ p + ∑p M=
m
m
M = lim
V ∑Pm + ∑pm
V
V →0
磁化强度的单位： A/ m 磁化强度的单位：
磁化强度
注意：对顺磁质，注意：对顺磁质， pm 可以忽略； ∑ 可以忽略；对于真空，对抗磁质 ∑pm = 0 ，对于真空，M = 0 。
外磁场为零，磁化强度为零。外磁场为零，磁化强度为零。外磁场不为零: 外磁场不为零:
I
取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质取一长方形闭合回路边在磁介质内部，平行与柱体轴线，长度为l，内部，平行与柱体轴线，长度为，而BC、AD两两边则垂直于柱面。边则垂直于柱面。
l
B C
l M dl = ∫ M dl = M AB = M ∫
∵M =αs ∴∫ M d l = αsl = Is
在环内任取一点，解：在环内任取一点，过该点作一和环同心、过该点作一和环同心、 r 的圆形回路。半径为的圆形回路。
r
∫ H dl = NI
式中 N为螺绕环上线圈的总匝数。由对称性可知，的总匝数。由对称性可知，在所取圆形回路上各点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。
或
∫(
B
0
M) dl = ∑I
磁介质中的安培环路定理
定义 H =
B
0
为 M 磁场强度
∵
∫(
B
0
M) d = ∑I l
有磁介质时的安培环路定理
则
∫ H dl = ∑I
磁介质中的安培环路定理：磁场强度沿任磁介质中的安培环路定理：
意闭合路径的线积分等于穿过该路径的所有传导电流的代数和，而与磁化电流无关。流的代数和，而与磁化电流无关。表明：磁场强度矢量的环流和传导电流有关有关，表明：磁场强度矢量的环流和传导电流I有关，而在形式上与磁介质的磁性无关。而在形式上与磁介质的磁性无关。其单位在国际单位制中是A/m. 位制中是

大学物理第十五章磁介质的磁化

22
临界温度Tc。在Tc以上，铁磁性完全消失而成为顺磁质，Tc称为居里温度或居里点。不同的铁磁质有不同的居里温度 Tc 。纯铁： 770ºC，纯镍：358ºC。
居里
装置如图所示：将悬挂着的镍片移近永久磁铁，即被吸住，说明镍片在室温下具有铁磁性。用酒精灯加热镍片，当镍片的温度升高到超过一定温度时，镍片不再被吸引，在重力作用下摆回平衡位置，说明镍片的铁磁性消失，变为顺磁性。移去酒精灯，稍待片刻，镍片温度下降到居里点以下恢复铁磁性，又被磁铁吸住。
第15章磁介质的磁化
§15.1 磁介质的磁化磁化强度矢量 §15.2 磁场强度有磁介质时的安培环路定理 §15.3 铁磁质 §15.4 磁路定理
作业：练习册选择题：1 — 5 填空题：1 — 6 计算题：1 — 4
1
§1 磁介质的磁化磁化强度矢量
1. 磁介质磁介质:实体物质在磁场作用下呈现磁性,该物体称磁介质。磁化:磁介质在磁场中呈现磁性(在磁场的作用下产生附加磁场)的现象称为磁化。
B B0 B
I
I
磁介质
抗磁质： r 1, B B0
B与B0 反方向，
如氮、水、铜、银、金、铋等。
I
I
铁磁质： r 1, B B0 B与B0 同方向，
如铁、钴、镍等，
超导体是理想的抗磁体。
B0 B
3
2.分子电流模型和分子磁矩
原子中电子参与两种运动：自
pm B
旋及绕核的轨道运动，对应有轨道
矢量和为零。
极化、位移极化。
4
加外磁场时 : M Pm B
B B0 B
当外磁场存在时，各分子固有磁矩受磁场力矩的作用，或

大学物理-磁介质

p p lim V P 为体元内一分子电矩。
i 1 i V 0
m M lim V
V 0
i
i
m 为体元内的一分子磁矩。
i
四磁化强度矢量与磁化面电流设介质均匀磁化。
磁介质
i 单位长度内的磁化电流
ils Mls
磁矩为
i
M
l
s
i M
l I I Bdl M 考虑 M 对回路的积分 M dl il I I I 传导 lM dl Bdl 0

r
R
2
R
1
r
I
金属圆柱体
H dl I
0rR
1
选择合适的闭合回路。
M H 0 0
0 r
m m
I H 2r r R B H 1
2 1
2
I 或 B 2r r R B H 1
2 1
r 0
0
r 0
磁介质
自由
H dL I m 1 r
B H 0
0
B H
m
r
0
r
传导
r
0
介电常数
0 磁导率
r
例 9—1 一半径为 R1 的长金属圆柱体，电流为磁介质，如图示，求 H , B, M 的分布。
I
，外包一层
解：据场的对称性，可应用安环定律求解。
2

r
R
2
R
I
1
金属圆柱体
R r R
1
2

电磁场与电磁波中七个矢量的散度、旋度和边界条件分析.

下面将就这七个矢量的散度和旋度进行分析： 1.电场强度的散度：
由高斯定理可知电场强度的散度:，这是真空中的情况，为闭合面包围的自由电荷密度。
当有电介质存在时，将高斯定理定理推广为，是极化电荷体密度。的旋度：
由电荷激发的电场是无旋场，旋度为零，由变化磁场激发的电场是有旋场，一般来说，空间电场是库伦电场和感应电场的叠加，根据法拉第电磁感应定律和安培环路定理可求得在真空中的电场强度旋度为: ，表明静电场是无旋场。在时变的电磁场中：，表明时变磁场产生时变电场。的边界条件：
磁介质表面上的磁化电流面密度表达式为：，为磁介质表面法向的单位矢量。则通过上面的表达式可推导出的边界条件是：。这表明磁化强度在分界面切线方向不连续。 7. 电流密度矢量的散度：
根据电荷守恒定律，单位时间内从闭合面内流出的电荷量应等于闭合面所限定的体积内的电荷减少量，即，设定闭合面所限定的体积不随时间变化，将全导数写成偏导数，变为：，应用散度定理。得到，从而得到：。的旋度：
电磁场与电磁波中七个矢量的散度、旋度和边界
条件分析
《电磁场与电磁波》中共涉及到了七个矢量，它们是电场强度矢量，电位移矢量，磁感应强度矢量，磁场强度矢量，极化强度，磁化强度和电流密度矢量。亥姆霍兹定理指出，任一矢量场由它的散度、旋度和边界条件唯一地确定，分析总结它们的散度、旋度和边界条件将有助于我们加深对电磁场与电磁波的基本矢量的认识。
通过积分形式的麦克斯韦第三方程可以得到磁感应强度矢量的边界条件：，表明磁感应强度的法向分量在分界面上式连续的。 4.磁场强度的散度：
对于各向同性的磁介质来说，。因为，所以有：。的旋度：
由于，根据上边磁感应强度矢量的旋度表达式得：。表明磁介质中某点的磁场强度的旋度等于该点的传导电流。

磁介质1

D 0E P
S
0
L H dl I
L

D dS
S

V
e dV
例1 一环形螺线管，管内充满磁导率为μ，相对磁导率为μr的顺磁质。环的横截面半径远小于环的半径。单位长度上的导线匝数为n。
求：环内的磁场强度和磁感应强度
解： H dl H 2r NI
抗磁质
pm 0
, pm 0
顺磁质
pm 0
,
pm 0
2、顺磁质及其磁化
分子的固有磁矩不为零 pm 0
分子磁矩
无外磁场作用时，由于分子的热运动，分子磁矩取向各不相同, 整个介质不显磁性。

pm 0
有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩的作用，使分子磁矩转向外磁场的方向。
L
H
NI 2r
nI
r
O
B H 0 r H
例2 一无限长载流圆柱体，通有电流I ，设电流 I 均匀分布在整个横截面上。柱体的磁导率为μ，柱外为真空。
求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度。
解： r R
I R

L
H dl H 2r I
r
2 2
o
H
2.硬磁材料：
特点：剩磁和矫顽力比较大，磁滞回线所围的面积大，磁滞损耗大，磁滞特性非常显著例子：钨钢，碳钢，铝镍钴合金等。应用：适合作永久磁铁，磁电式电表中的永磁铁，耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。
B
o
H
B
3、矩磁材料：
铁氧体，是由三氧化二铁和其它二价的金属氧化物的粉末混合烧结而成，常称为磁性瓷。如锰镁铁氧体、锂锰铁氧体等 o H

1.磁化强度.

1.4 10 0.05 8 p rad / s 1.32 10 rad / s 34 0.53 10
26
可以看出，不管 pm与磁场的夹角是大于900还
是小于900，质子进动的方向和磁场的方向总是相反的，因此质子在磁场中进动时也产生一与磁场方向相反的附加磁矩。
磁化强度
注意：对顺磁质， pm 可以忽略；
对抗磁质 pm 0 ，对于真空，M 0
。
外磁场为零，磁化强度为零。外磁场不为零:
M、B0同向顺磁质 M、B0 反向抗磁质
2. 磁化电流
B0
对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺线管，称为磁化面电流（或安培表面电流）。
解质子带正电,它的自旋磁距与自旋角动量的方向相同,如图所示.质子在磁场中受到的磁力矩为
d
LP
dLP
M p Pm B sin
B

磁化电流
式中是质子自旋轴和磁场的夹角。在磁力矩的作用下，质子以磁场为轴线作进动，在dt时间内转角度d，角动量的增量为
dL p L p sin d
磁化电流
M
A
D
Is
I
l
B C
设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为 s （面磁化电流密度），则长为l 的一段介质上的磁化电流强度IS为
Pm I s S s Sl
M
I s sl
pm
பைடு நூலகம்
V

s Sl
Sl
s
磁化电流
M

15磁介质的磁化磁化强度矢量.ppt

磁介质的磁化磁化强度
1
一、磁介质的磁化现象
凡是能与磁场发生相互作用的物质叫磁介质。磁场中放入磁介质磁介质发生磁化产生附加磁场
1.磁介质的分类
①.顺磁介质顺磁介质中产生的附加磁场与 B B0 方向相同，磁介质中的场外场 B B0 要比外场大。
B B
B0
fL
综上所述：不论电子的轨道磁矩方向如何，附加磁场总与外场反向，
i
B0
同理，分子电流可等效成磁介质表面的磁化电流 Is， Is产生附加磁场。 ⊕ B0
等效
B
B pm
e
f核
B0
i

Is
B pm
7
v
e
fL
明确几点： ①.抗磁性是一切磁介质固有的特性，它不仅存在于抗磁介质中，也存在于顺磁介质中； ②.对于顺磁介质分子磁矩 >电子附加磁矩，顺磁效应 P > 抗磁效应 P ； m m
B B B B 0 0如铝、锰、铬等。
②抗磁介质与 B 抗磁介质中产生的附加磁场 B B0 方向相反，磁介质中的场外场要比外场小。 B0
B B
B0
2
B B B B 0 0
如金属金、银、铜等。 ③铁磁介质铁磁介质中产生的附加磁场与 B B0 方向相同，但磁介质中的场外场 B B0 大，是外场的几百倍要远比外场到几万倍。
0 0 B B B ' B
8
二、磁化强度
表征物质的宏观磁性或介质的磁化程度的物理量。 1.定义：单位体积内分子磁矩的矢量和。
其中：p 是第i个分子的磁矩； mi 宏观无限小微观无限大； V 顺磁质 M 与 B0同向，方向：与分子磁矩矢量和同向。所以 B'与 B0同方向抗磁质 M 与 B0反向，单位：安/米，A/m 所以 B'与 B0 反方向，注意：

磁介质的磁化与磁化强度

磁介质的磁化与磁化强度在日常生活中，我们常常会接触到一些与磁性有关的物品，比如磁铁、磁卡等等。

这些物品之所以具有磁性，是因为它们含有一种特殊的物质，即磁介质。

那么，磁介质的磁化与磁化强度是如何产生的呢？首先，我们来了解一下什么是磁介质。

磁介质是指能够被磁场影响而发生磁化的物质，它可以是固体、液体或气体。

在磁介质中，存在着微观的磁性基本元件，如铁磁颗粒或分子磁矩。

当外加磁场作用于磁介质时，这些基本元件会发生重新排列，从而产生宏观上的磁化效应。

磁介质的磁化过程可以分为自发磁化和感应磁化两种方式。

自发磁化是指在没有外加磁场作用时，磁介质自身就具有磁化强度。

这一现象主要存在于铁磁体中，比如铁、镍和钴等物质。

在自发磁化过程中，铁磁体中的微观磁矩会自发地同向排列，并形成磁畴结构。

这种自发磁化的状态使得铁磁体对外加磁场有较强的响应能力，也使得它具有较高的磁导率和磁化强度。

而感应磁化则是指在外加磁场的作用下，磁介质发生磁化的过程。

在感应磁化的过程中，外加磁场会引起磁介质中微观磁矩的重新排列，从而使整个磁介质产生磁化效应。

感应磁化主要存在于顺磁体和抗磁体中。

顺磁体是指在外加磁场作用下，磁介质中的微观磁矩会沿外磁场方向排列，从而增强外磁场的磁感应强度。

相反，抗磁体是指在外加磁场作用下，磁介质中的微观磁矩会沿外磁场方向反向排列，从而减弱外磁场的磁感应强度。

磁化强度是描述磁介质磁化程度的物理量，它反映了磁介质对外磁场的响应能力。

磁化强度可以通过磁化矢量来表示，其大小与物质的磁化程度成正比。

磁化矢量的方向则与磁介质中的微观磁矩排列方向一致。

磁化强度与磁场强度之间存在着一种重要的关系，即磁化强度与磁场强度的比值等于磁介质的磁导率。

磁导率可以分为磁化导率和非磁化导率两种。

磁化导率是指磁介质发生磁化时的磁导率，而非磁化导率则是指磁介质未发生磁化时的磁导率。

一般情况下，磁化导率要远大于非磁化导率。

这是因为磁介质在磁化过程中，其微观磁矩的排列会引起磁感应强度的增大，从而增强了磁导率。

磁介质的磁化磁化电流磁化强度

B
L
pml
M pml B
pm
5
3.磁化电流
由于分子磁矩的取向一致考虑到它们相对应的分子电流如长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质将被均匀磁化
B pm
均匀磁场
I
视频安培表面电流
6
螺线管截面
三、磁化强度
1.磁化强度
10
§2 有磁介质时磁场的规律一、有介质时的环路定理二、环路定理的应用举例三、磁场的界面关系 *静磁屏蔽
11
一、有介质时的环路定理
B dl 0 I内（ 1 ） L 真空（2） B dS 0 S
考虑到磁化电流（1）式则需加以修正
M 7.9410 A/m
5
j 7.9410 A/m
5
18
j 7.9410 A/m
5
讨论：设想把这些磁化面电流也分成每米103 匝，相当于分到每匝有多少？
7.94105 j / n 794(A) >>2(A) 3 10
充满铁磁质后
B B0 B B >> B0 或 B B
19
三、磁场的界面关系 *静磁屏蔽由 S B dS 0 B1
n
1 2
1 2
12
设：I0─ 传导电流 I ─ 磁化电流 ) B dl 0 (I0内 I内
L
0 I 0内 0
磁介质
M dl
I
L I0
(
L
B
0
L
M ) dl I 0内
H B M