磁性物理复习资料
磁性物理期末复习
M H磁化强度M(Magnetization): 单位体积内磁偶极子的磁矩矢量和
磁性与磁性材料
g e L
2m
Magnetism and Magnetic Materials
原子磁矩
一般地
g1J(J1)S(S1)L(L1) 2J(J1)
未分畴的退场能小得多。所以退磁场能Fd是形成磁畴的原因
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
A～（a/r0）关系曲线：
1. 原子间距大（ μ＝a/r0),电
子云重叠少或无重叠，则 交换作用弱或无。
2. 原 子 间 距 太 小 ， 会 导 致
铁磁性
A
顺磁性
顺磁性 A=0
u＝a/r0
从而使 A<0，自旋反平行。 3. 3 < a/r0 < 5时，A>0，且较大。
应变l /l 随外磁场增加而变化，最终达到饱 和 。产生这种行为的原因是材料中磁畴在外 场作用下的变化过程。每个磁畴内的晶格沿磁
畴的磁化强度方向自发的形变e 。且应变轴随
着磁畴磁化强度的转动而转动，从而导致样品
H
整体上的形变。
l ecos2
l
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
这相当于在易磁化轴方向上存在一个等效磁场 Hk 。
Fk 0M S H K cos
Fk
0M S H K sin
在很多情况下，用磁晶各向异性等效场的概念来讨论磁 晶各向异性的影响会方便得多。
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
磁性物理学第一章物质磁性概述-磁性物理
如氧、铝、铂等金属，以及某些非金属如氮、氧等。
顺磁性特点
顺磁性物质的磁化率比抗磁性物质大，但仍然是微弱的。它们同样 不会自发磁化，且在外磁场撤去后无剩磁。
铁磁性物质
01
铁磁性定义
铁磁性是指物质在外磁场作用下，能产生很强磁化现象，且可以自发磁
化形成磁畴。
02
铁磁性物质举例
如铁、钴、镍及其合金等。
物质磁性影响因素分
04
析
温度对物质磁性影响
居里温度
物质磁性随温度变化的重要参数，当温度高于居里温度时，铁磁性物质转变为顺 磁性。
磁化率与温度关系
对于顺磁性物质，磁化率随温度升高而降低；对于铁磁性物质，在居里温度以下 磁化率随温度升高而降低，在居里温度以上转变为顺磁性。
压力对物质磁性影响
压力效应
磁性分类
根据物质在磁场中的表现，可分为铁 磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性 和抗磁性等。
物质磁性来源
电子自旋磁矩
电子自旋产生的磁矩是物质磁性的主要来源。
电子轨道磁矩
电子绕原子核运动时产生的磁矩，对物质磁性有 贡献但通常较小。
原子核自旋磁矩
原子核自旋产生的磁矩，对物质磁性的贡献极小， 通常可忽略不计。
尔元件等，实现非接触式测量和自动控制。
磁记录材料应用领域
硬盘驱动器
磁记录材料用于制造硬盘驱动器的存储介质，实现数据的长期可 靠存储。
磁带
利用磁记录材料的磁化特性，制造磁带等线性存储设备，用于数 据的备份和归档。
磁卡
磁记录材料用于制造各种磁卡，如信用卡、门禁卡等，实现身份 识别和交易安全。
总结与展望
物质在压力作用下，原子间距减小，电子云重叠增加，导致 交换作用增强，从而影响物质的磁性。
磁性物理复习参考
第二章抗磁性的来源1.拉莫尔进动导致的抗磁性（经典、局域电子）。
轨道电子在外磁场作用下，产生拉莫尔进动，其感生出的磁化强度总是与外场H反平行，表现为抗磁性。
2.朗道抗磁性（巡游电子）。
金属中的抗磁性，来源于传导电子在外磁场作用下进行回旋运动，外磁场使电子的能量量子化，从连续的能级变为不连续的能级，这种量子化引起了导体能量随磁场的变化，从而表现出抗磁性。
n为单位体积电子数顺磁性的来源1.泡利顺磁性（巡游电子）：对于传导电子，在外场的作用下，自旋向上和自旋向下两个子能带中的电子在费米面附近的态密度发生变化，由此产生的磁化强度正比与外场H，表现为顺磁性。
只有费米能级附近的电子才能改变自旋取向。
顺磁性与抗磁性是同时表现出的2.固有磁矩取向顺磁性（朗之万顺磁性、顺磁性的经典理论、局域电子）：材料中的原子磁矩都是互相独立的，每个原子都在进行热振动，符合玻尔兹曼统计。
在无外加磁场时，磁矩随机取向，磁化为0，当外加磁场时，磁矩按磁场方向取向，即表现正的磁化率。
3.van vleck顺磁性：考虑磁场对本征波函数的作用，这种顺磁性来源于磁场对电子云的改变。
即二阶微扰使激发态混入基态，使电子态发生微小变化所致。
（它基本不依赖于温度）第三章外斯分子场理论，基本特点，如何解释铁磁性：外斯假设铁磁性物质中每一个磁矩都受到内部的一个分子场的作用，它使原子磁矩自发地一致取向，产生自发磁化，铁磁体中的分子场与自发磁化强度成正比（H m=λM）。
在分子场和外加磁场的作用下，铁磁体的宏观磁化强度随外场和温度的变化，可以用玻尔兹曼统计得到：其磁化率与温度的关系：T<Tc：T>Tc：居里外斯定律。
这里的C与泡利顺磁性中的C相同在T=Tc发散居里外斯定律：铁磁性材料磁化率随温度变化：反铁磁与亚铁磁：解释为材料中存在两套磁晶格，分别感受到不同的有效场。
局域电子的stoner模型d和s电子在重叠的ds轨道重新分配在2个自旋方向不同的次能带中的电子数目的不同导致了局域电子系统的自发磁化Stoner criterion for FM第4章交换相互作用所谓分子场实际上是电子交换作用的一种平均场近似。
磁性物理复习参考
抗磁性的来源1.拉莫尔进动导致的抗磁性（经典、局域电子）。
轨道电子在外磁场作用下，产生拉莫尔进动，其感生出的磁化强度总是与外场H反平行，表现为抗磁性。
2.朗道抗磁性（巡游电子）。
金属中的抗磁性，来源于传导电子在外磁场作用下进行回旋运动，外磁场使电子的能量量子化，从连续的能级变为不连续的能级，这种量子化引起了导体能量随磁场的变化，从而表现出抗磁性。
n 为单位体积电子数顺磁性的来源1.泡利顺磁性（巡游电子）：对于传导电子，在外场的作用下，自旋向上和自旋向下两个子能带中的电子在费米面附近的态密度发生变化，由此产生的磁化强度正比与外场H ，表现为顺磁性。
只有费米能级附近的电子才能改变自旋取向。
顺磁性与抗磁性是同时表现出的2.固有磁矩取向顺磁性（朗之万顺磁性、顺磁性的经典理论、局域电子）：材料中的原子磁矩都是互相独立的，每个原子都在进行热振动，符合玻尔兹曼统计。
在无外加磁场时，磁矩随机取向，磁化为0，当外加磁场时，磁矩按磁场方向取向，即表现正的磁化率。
3.van vleck 顺磁性：考虑磁场对本征波函数的作用，这种顺磁性来源于磁场对电子云的改变。
即二阶微扰使激发态混入基态，使电子态发生微小变化所致。
（它基本不依赖于温度）第三章外斯分子场理论，基本特点，如何解释铁磁性：外斯假设铁磁性物质中每一个磁矩都受到内部的一个分子场的作用，它使原子磁矩自发地一致取向，产生自发磁化，铁磁体中的分子场与自发磁化强度成正比（H m =λM ）。
在分子场和外加磁场的作用下，铁磁体的宏观磁化强度随外场和温度的变化，可以用玻尔兹曼统其磁化率与温度的关系：T<Tc：T>Tc ：居里外斯定律。
这里的C与泡利顺磁性中的C相同在T=Tc发散居里外斯定律：铁磁性材料磁化率随温度变化：反铁磁与亚铁磁：解释为材料中存在两套磁晶格，分别感受到不同的有效场。
局域电子的stoner模型d和s电子在重叠的ds轨道重新分配在2个自旋方向不同的次能带中的电子数目的不同导致了局域电子系统的自发磁化Stoner criterion for FM第4章交换相互作用所谓分子场实际上是电子交换作用的一种平均场近似。
磁性材料核心复习
复习资料上课PPT和教材一、基本名词、概念1、磁荷及其特点，磁库伦定律，磁偶极矩，电流回路磁矩磁荷：是磁单极子的基本量化单位.是自然界存在携带最小电荷量的基本磁粒子。
特点：磁极的强度用其所带磁荷的量m表示，由于磁学量不如电学量的测量那么直观，在目前的实验中尚未观测到这种粒子。
所以“磁单极子”到现在还只是一个理论上的构想。
磁铁有N/S 两极，他们同号相斥，异号相吸，这一点同正负电荷有很大的相似性。
磁库伦定律：P1磁偶极矩:磁偶极矩与“电偶极矩”相对应。
历史上，人们最早认为天然磁体（或人造磁铁）是由无数小的磁偶极子组成，每一个小的磁偶极子由相距很近的等量正、负磁荷构成。
（磁偶极子的磁性强弱可以由磁偶极矩来表示）P2磁偶极子：（P2）电流回路磁矩:（P2）由闭合电流产生的磁矩2、磁化强度，磁极化强度，比磁化强度（P3）3、磁场强度，点磁荷/无限长直导线/环形电流/长直螺线管的磁场分布，磁感应强度磁感应强度:也被称为磁通量密度或磁通密度，是一个表示贯穿一个标准面积的磁通量的物理量，其符号是B。
在物理学中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。
磁场强度:单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H.4、磁化率，相对磁导率、起始磁导率、最大磁导率、复数磁导率、增量磁导率、可逆磁导率、微分磁导率、不可逆磁导率、总磁导率(P5—P7) （计算方法、如何从图像中判断）5、静磁能，退磁场，退磁因子，几种简单几何形状的退磁因子N比例系数N:为退磁因子张量，无量纲的数，同磁体的形状有关。
Hd是磁体内部位置的函数，N也是，所以N的具体形式书写及其困难，只有当磁体形状使Hd是均匀分布时，N才变为常数。
通常情况下，不能忽略退磁场效应，若对个退磁因子很大的样品一个退磁因子很大的样品进行磁化，需要加更高的外磁场。
室温下铁的饱和磁化强度为×106 A/m, 球形样品产生退磁场的大小为：H d=NMs=×105A/m, 因此磁化此样品所需外磁场，需要超过5 67 .67×105A/m。
中考物理磁性与磁场复习知识框架
中考物理磁性与磁场复习知识框架磁性是物质特有的属性，磁场是磁力作用的介质。
了解磁性与磁场的基本概念及相关知识对于中考物理的取得好成绩至关重要。
下面是中考物理磁性与磁场的复习知识框架。
一、磁性材料的分类1. 铁磁材料：具有明显磁性，能被永久磁铁吸引，如铁、钢等。
2. 非磁性材料：不具有磁性，不能被永久磁铁吸引，如木材、玻璃等。
3. 顺磁材料：具有弱磁性，被磁铁吸引，但失去磁性后不会保留磁性，如铝、锌等。
4. 抗磁材料：具有很弱的反磁性，不能被永久磁铁吸引，如铜、银等。
二、磁场的特征1. 磁感线：用于表示磁场方向和形状的线条。
2. 磁力线：磁感线的方向即为磁力作用的方向。
3. 磁场的强弱：磁力线的稀密程度反映了磁场的强弱。
三、电流产生磁场1. 安培环路定理：电流产生的磁场强度与电流成正比，与导线形状、位置和方向有关。
2. 右手定则：握住导线，拇指指向电流方向，其他四指弯曲的方向即为磁场方向。
四、磁场对运动带电粒子的作用1. 洛伦兹力的方向：磁场与电流成夹角时，磁场对运动带电粒子的作用力垂直于速度方向和磁场方向。
2. 电子在磁场中的轨迹：电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，呈螺旋线轨迹。
五、电磁铁的原理与应用1. 电磁铁的构造：由线圈和铁芯组成。
2. 电磁铁的原理：通电产生的磁场使铁芯具有磁性。
3. 电磁铁的应用：广泛用于电磁吸盘、电磁制动器、电磁离合器等。
六、磁感应强度与磁通量的关系1. 法拉第电磁感应定律：变化的磁场可以感应出电动势。
2. 磁感应强度的方向：指向磁力线的反方向。
3. 磁通量的单位：韦伯，符号为Φ。
4. 磁感应强度与磁通量的关系：Φ=B·S·cosθ，其中B为磁感应强度，S为面积，θ为磁场与法向的夹角。
七、电磁感应现象及应用1. 磁场中导线运动引起的感应电动势。
2. 电磁感应规律：感应电动势与导线运动速度、导线长度、磁感应强度之间的关系。
3. 发电机的原理：利用磁场与导线的相对运动产生感应电动势，实现机械能转化为电能。
中考物理复习--电磁学知识点汇总
中考物理复习--电磁学知识点汇总知识组1 磁现象和磁场一. 磁现象和电流的磁效应1．磁现象(1) 磁性和磁体物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体。
(2) 磁极磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。
任何磁体都有两个磁极，一个叫南极(又称S极)，另一个叫北极(又称N 极)。
(3) 磁极间的相互作用同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
(4) 磁化和去退磁使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化；反过来，磁化后的物体失去磁性的过程叫做退磁或去磁。
(5) 磁性材料磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成，如铁、钴、镍等．它一般分为两类，即软磁性材料和硬磁性材料。
其中磁化后容易去磁的为软磁性材料，不容易去磁的为硬磁性材料。
【说明】物体磁化后的磁极与使该物体产生磁性的磁体的相邻磁极互为异名磁极。
2. 电流的磁效应(1) 奥斯特实验①1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，沿南北方向放置的导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转。
②奥斯特实验的意义：发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。
【注意】在做“奥斯特实验时”，为减弱地磁场的影响，通电导线应南北放置，且放在小磁针的正下方或正上方(不应将小磁针放在通电导线的延长线上)。
因为小磁针静止时指向南北方向，若将导线东西放置，小磁针可能不偏转。
③电流的磁效应：通电导线周围有磁场，即电流的周围有磁场，电流的磁场使放在导线周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
(2) 磁铁对通电导线的作用如图所示，磁铁对通电导体棒产生力的作用，使导体棒运动。
(3) 电流和电流间的相互作用①如图所示，相互平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同或方向相反的电流时，观察到发生的现象是：通同向电流的两根导线会靠近，通异向电流的两根导线会远离。
②结论：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。
二. 磁场和地磁场1．磁场(1) 磁场的定义磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的。
物理中考复习电与磁资料
一、磁场
➢ 各种磁体间的磁感线的分布情况
一、磁场
4、地磁场 ➢ 定义
在地球周围的空间里存在 着磁场，叫做地磁场。 ➢ 分布：
地磁北极在地理南极附近， 地磁南极在地理北极附近。 ➢ 地磁场的发现
我国宋代科学家沈括 （1034--1094）在公元 1086年写的《梦溪笔谈》 中，最早记载了地磁偏角 。
图9—6
课堂互动
3、如图9—7所示的四个图的装置可以用来演示物 理现象，则下列表述正确的是（ C ） A．图甲可用来演示电磁感应现象 B．图乙可用来演示磁场对电流的作用 C．图丙可用来演示电流的磁效应图9—7 D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流对通电导线作用的实验装置，当接 通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作 用而向左运动，则：（ A ） A．当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能转化为机械 能
图9—2
中考真题赏析
例2、（2010年梅州）小华同学用导线绕在铁钉上， 接入如图9—3所示的电路中，制成了一个 ___电__磁__铁____。闭合开关S，小磁针静止时左端应为 ___S___极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，它 的磁性将__增__强____。
图9—3
中考真题赏析
例3、(2010广州)如图9—4所示，在蹄形磁体的磁 场中放置一根与螺线管连接的导体 棒ab，当ab棒水平向右运动时，小 磁针N极转至右边。可使如图9—5 所示位置的小磁针N极转至左边的 操作是图7中的 （ A ）
压，弱电流电路的通断， 间接地控制高电压，强电 流电路的装置，还能实现 遥控。
➢电磁继电器的应用
二、电生磁
6.扬声器
➢1.定义： 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
➢2.原理：
磁性物理总复习
磁性物理总复习微观：抗磁性 cθρ--T铁氧体超交换作用三种结构类型单、复合铁氧体分子磁矩的计算ZnO 、Fe 2O 3含量对复合铁氧体性能的影响宏观：一． 磁场作用在外磁场作用下（磁化）θμcos HMs F-=在退磁场作用下 )(21M M M HF z y x Nz Ny Nx NMdM dM 22++==-=⎰⎰μμμ （形状各向异性能量）磁化时的现象：1.磁晶各向异性来源：双离子模型、单离子模型⎪⎩⎪⎨⎧++=++++=θθαααααααααsin sin )()(1K K K K K K F 1Ku 22222222F 32113322六角晶体：立方晶体：2. 磁致伸缩体积 / 线磁致伸缩 正/负磁致伸缩 λ λ来源：⎪⎩⎪⎨⎧形状效应场致伸缩变自发磁化引起的自发形关于λ的阿库洛夫公式⇒立方多晶体：532λλλ+= 二．应力作用θσλσcos 23F -=（单轴各向异性的能量） 影响：（1）对Ms 取向的影响（2）对畴壁位移的影响（束缚作用）三．磁畴Fd 最小是分畴根本原因；只有Fd 是形成磁畴的根本原因而别的能量不是。
分畴后⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⎪⎩⎪⎨⎧厚度和能量 稳定平衡状态时，畴壁内磁矩过渡规律 分类畴壁表面畴闭流畴片形畴磁畴γγK ex 磁畴结构的计算、畴壁的计算：考虑磁体内五种能量，加以分析判断，找出主要能量，并表示出总的自由能；然后按照能量极小值原理处理。
单畴颗粒： 临界尺寸的计算磁化一． 恒稳直流磁场（技术磁化） 磁导率为实数磁化各阶段：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=∂=∂∂=∂∂∂∂=⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫∂∂⇒∂∂⇒⇒=∂∂ ⎝⎛⎩⎨⎧∂∂∂10022m a x 000021)()()()(0)()(K Ms FF x H x x x H x F H x M H M M M S H i H H 和的律。
大学物理磁力章节复习资料
I R
B
四、洛伦兹力应用（二） 1 为了迅速熄灭开关断开时触点之间产生的电弧，常采用磁场灭弧装 置，即把开关放在磁场中（如图所示） ，试说明其原理。
2 解释利用半导体片测量磁场原理或磁流体发电机原理。 （解释其中 之一即可） 。 五、载流导线受到的磁力 1 给出载流导线在磁场中受到磁力的公式。 无限长直载流导线与一个无限长薄电流板构成闭合回路， 电流板宽为 a(导线与板在同一平面内)，求导线与电流板间单位长度的作用力大 小。
试求该正电子所作的螺旋线运动的周期t半径r如图所示一块长方形半导体样品平放在xy面上其长宽和厚度依次沿x轴方向沿x轴方向有电流i通过在z轴方向加有均匀磁场
磁力
一、 磁场对运动电荷的作用 1 洛伦兹力定义。说明带电粒子在磁场中的运动情况； 2 解释磁聚焦现象。 二、洛伦兹力应用（一） 1 解释磁约束现象； 2 正电子的质量和电量都与电子相同，但它带的是正电荷，有一个正
B
2 求载流导线受到磁力。 如图所示在均匀磁场 B 中有一段弯 曲导线 ab ，通有电流 I ,求此段导线 所受磁场力。 六、载流导线受到的磁力和磁力矩 1 一无限长直导线上通有电流 I 1 , 在其一侧放一载有电流 I 2 的直 导线 AB , AB 长为 l ，与 I 1 共面， 如图所示，且垂直于 I 1 ，近端 与 I 1 相距为 d ，若把 AB 视作刚 体，求 AB 所受的安培力。 2 上题中如果载流导线 AB 的 A 端固定且可以自由转动，试求 AB 受 到的磁力矩并说明 AB 将如何转动。 七、载流导线间的相互作用力 1 推导两根无限长直导线之间相互作用力的关系式； 给出安培的定义； 2 在无限长直线电流的磁场中,放置一个半 径为 a 、电流为 I 的载流圆环，直导线与圆 环共面且过中心，如图所示。若线电流的 磁场对圆电流的安培力为 F1 。换一个半径 为 b(b a) 的载流圆环同样放置，通以大小 及绕向相同的电流，它受到线电流磁场的 安培力为 F2 。则两次受到的安培力情况如何？
磁性物理第一章磁学基础知识
17
磁导率的不同定义： 1、起始磁导率μi 2、最大磁导率μmax
3、复数磁导率 ~
4、振幅磁导率μa
lim i
1
0
H0
B H
max
1
0
B
Hmax
~'i''
a
1
0
Ba Ha
18
5、增量磁导率μΔ
1 0
B H
6、可逆磁导率μrev
revlim H0
所有磁导率的值都是H的函数：
19
第二节 磁化状态下磁体中的静磁能量
4
用环形电流描述磁偶极子：
磁矩：μm iA单位：A ∙m2
二者的物理意义：
表j征m磁偶0μ极m子磁性强弱与方向
o 410－7Hm1
电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路，必 有一个磁矩（轨道磁矩），但自旋也会产生磁矩（自 旋磁矩），自旋磁矩是基本粒子的固有磁矩。
5
二、磁化强度 M (magnetization)
21
即，磁偶极子在磁场中磁位能：
U W Ld m lH sin d
mlH cos c, (取 c 0)
jm H
22
∴单位体积中外磁场能（即磁场能量密度）
FU
V
jm H
V J H
0M H 0M H cos
(J/m 3 )
FH 是各向异性的能量
23
二、退磁场与退磁场能量
d
磁矩为零。在外磁场作用下，电子运
动将产生一个附加的运动（由电磁感
O
T
应定律而定），出现附加角动量，感
生出与H反向的磁矩。因此：χd<0，且 | χd|～10－5，与H、T无关。
磁性物理复习资料
磁性物理复习资料引言磁性物理是研究物质中的磁性行为和相应物理机制的学科。
它涵盖了磁性材料的性质、磁性现象的产生原因以及磁场的作用等方面内容。
在这份磁性物理复习资料中，我们将回顾一些重要的概念、理论和应用，帮助您全面了解和掌握磁性物理的基础知识。
一、基本概念1.1 磁性的定义磁性是指物质在外加磁场作用下产生磁化现象的性质。
根据物质在磁场中的行为，可以将物质分为顺磁性、抗磁性和铁磁性三类。
1.2 磁化强度和磁化率磁化强度是衡量物质磁化程度的物理量，表示为M。
磁化率是描述物质对外加磁场响应的能力，表示为χ。
1.3 磁性材料分类磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料两类。
软磁性材料具有较强的磁导率和低的矫顽力，主要应用于电磁器件中。
硬磁性材料具有较高的矫顽力，可用于制作磁体和磁记录材料等。
二、磁化过程和磁场效应2.1 磁化过程磁化过程是指物质在外加磁场作用下由无序磁矩转变为有序磁矩的过程。
根据磁化过程的不同，可将磁性材料分为顺磁性材料和铁磁性材料。
2.2 磁场效应在磁场中，物质的磁化会受到磁化强度、磁化率和外加磁场强度等因素的影响。
磁场效应包括磁场强度对磁化强度的影响、磁场强度对磁化率的影响以及磁场与物质相互作用的效应。
三、磁性现象和物理机制3.1 磁化导致的现象磁化材料在磁场中会产生一系列磁性现象，例如磁滞现象、磁化曲线和磁滞损耗等。
了解这些现象有助于我们理解磁性材料的性质和应用。
3.2 磁性物理机制磁性物理机制主要包括电子自旋磁矩、电子轨道磁矩和核子磁矩等。
这些磁矩在磁场中会受到外加磁场力的作用，从而导致物质的磁性行为。
四、磁性材料的应用4.1 磁性材料在电子器件中的应用磁性材料在电子器件中具有广泛的应用，例如磁头、变压器、电感器等。
这些器件的工作原理和性能与材料的磁性密切相关。
4.2 磁性材料在电力工程中的应用磁性材料在电力工程中也扮演着重要角色，例如电机、发电机和传感器等。
磁性材料的选择和设计对电力工程的性能和效率有着重要影响。
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. - -. 可修编-磁 学基本容一、稳恒磁场磁感应强度1． 稳恒磁场电流、运动电荷、永久磁体在周围空间激发磁场。
稳恒磁场是指不随时间变化的磁场。
稳恒电流激发的磁场是一种稳恒磁场。
2． 物质磁性的电本质无论是永磁体还是导线中的电流，它们的磁效应的根源都是电荷的运动。
因此，磁场是运动电荷的场。
3． 磁感应强度磁感应强度B是描述磁场的基本物理量，它的作用与E 在描述电场时的作用相当。
磁场对处于其中的载流导线、运动电荷、载流线圈、永久磁体有力及力矩的作用。
可以根据这些作用确定一点处磁场的强弱和方向——磁感应强度B。
带电q 的正点电荷在磁场中以速度v运动，若在某点不受磁力，则该点磁感应强度B 的方向必与电荷通过该点的速度v平行。
当该电荷以垂直于磁感应强度B 通过该点时受磁力⊥F ，则该点磁感应强度大小qvF B ⊥=，且⊥F ，v ，B两两互相垂直并构成右手系。
二、毕奥—萨伐尔定律 运动电荷的磁场1． 磁场的叠加原理空间一点的磁感强度等于各电流单独存在时在该点产生磁感应强度的矢量和：42∑=ii B B 可推广为⎰=B d BB d是电流强度有限而长度无限小的电流元l d I 或电流强度无限小而空间大小不是无限小的元电流的磁场。
上式中矢量号一般不能略去，只有当各电流产生磁场方向相同时，才能去掉矢量号。
2． 毕奥—萨伐尔定律电流元l d I 在空间一点产生的磁场B d为：304rr l d I B d πμ⨯= 大小：02I sin(I ,r)dB 4r dl dl μπ∠=方向：B d垂直于电流元l d I与r所形成的平面，且B d 与l d I、r构成右手螺旋。
3． 电流与运动电荷的关系导体中电荷定向运动形成电流，设导体截面积为S ，单位体积载流子数为n 。
每个载流子带电q ，定向运动速率为v ，则nqvS I =。
电量为q 的带电体作半径为R 、周期为T 的匀速圆周运动相当于半径为R 、电流强度T q I /=的圆电流，具有磁矩TqR I R p m 22ππ==。
磁性物理总结
交换能：
，A>0 是可能出现铁磁性的充分条件，必要条件是原
子中具有未充满的电子壳层。 交换能与磁矩间的联系完全是泡利原理的结果。
，Z 是最近邻原子数目，N 是单位体积的原子数。 分子场是对电子间交换作用的平均场近似。 假定只有自旋对磁矩有贡献：
居里温度正比于交换积分。 Heisenberg 模型的贡献在于揭示了分子场的本质， 定性地给出了发生铁磁性的条件。 铁磁性判据：1.要轨道量子数 l 大的未满的电子壳层（d 或 f） ；2.这些壳层的半径比 起晶格中原子核间的距离来要小。 3. Bloch 自旋波理论 自旋波是晶格中自旋的相对取向的振动。 一个自旋的翻转不是简正模式，所有自旋的运动将耦合在一起。 低温下自发磁化强度随温度 T 变化：Bloch T3/2 定律 （比热也符合 T3/2 定律） 50 年代后期由中子非弹性散射直接观察到，铁磁共振，布里渊散射也可以观测 Bloch 自旋波方法和 Heisenberg 理论同样都建立在局域磁矩（局域电子）模型基础 上，认为原子磁矩来源于未满壳层的电子自旋。但 Bloch 理论和 Heisenberg 理论目 的不同，考虑的不是形成自旋磁矩有序排列的机制，而是磁矩有序排列后的行为。 局域磁矩并不是自旋波理论的必要基础，从巡游电子模型也可以导出自旋波的存在。 4. 金属铁磁性的能带模型及巡游电子理论 a. 每个磁性原子具有一个固定大小的磁矩，是近邻原子中电子之间的静电交换作 用使其磁矩保持一定取向， 从而实现磁有序状态的， 我们称之为局域电子模型。 b. 同一原子内 3d 电子自旋通过原子内交换作用相互耦合形成有序排列，它在巡游 期间电子自旋的方向保持不变，这又会和另外一个原子内的 3d 电子自旋相互耦 合而有序，于是形成铁磁性。由于这种耦合来自原子内电子之间的交换作用， 所以 3d 金属的居里点比较高。3d 电子既不像 4s 电子那样可以用自由电子近似 来处理，也不像 4f 电子那样可以完全看作是局域电子，所以我们称之为巡游电 子。 c. Stoner 判据：0K 出现铁磁性的稳定条件
九年级物理复习提纲二 电磁基本知识
A B C D 九年级物理复习提纲二 电磁基本知识班级_______ 姓名_______ 【基本知识点】背诵 熟记1．磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。
2．磁体：具有磁性的物体叫磁体。
它有指向性：指南北。
3．磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
① 任何磁体都有两个磁极，一个是北极（N 极）；另一个是南极（S 极） ② 磁极间的作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
4．磁化：使原来没有磁性的物体带上磁性的过程。
5．磁体周围存在着磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的，磁场看不见摸不着，但是真实存在。
6．磁场的基本性质：对入其中的磁体产生磁力的作用。
7．磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
8．磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。
磁体周围的磁感线是从它北极出来，回到南极。
（磁感线不是真实存在的，用虚线表示，且不相交）9．磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。
10．地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近。
(地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记述这一现象。
） 11．奥斯特实验证明：通电导线周围存在磁场。
12．安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N 极）。
【考点一】对磁场和磁感线的认识1、如图磁场的磁感线描述错误的是（ ）2、（207·江西省）南宋民族英雄文天祥（江西吉安人），在《扬子江》一诗中著下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句.这里磁针石的南极指向地理位置的＿＿＿＿方。
3、如图9-4所示，一根条形磁铁，左端为S 极，右端为N 极。
下列表示从S 极到N 极磁性强弱变化情况的图像中正确的是【 】图2 图1图 3 图5图4【考点二】奥斯特实验3、最早发现电流周围存在磁场的科学家是丹麦的______，下面是他曾经做过的实验，根据甲、乙两图可以得出的结论是____________________，根据甲、丙两图可以得出的结论是______________________。
磁性物理复习资料
磁性物理一、名词解释1.元磁偶极子：指强度相等，极性相反并且其距离无限接近的一对“磁荷”。
2.磁场强度H：为单位点电荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。
3.磁矩：磁偶极子磁性大小方向可以用磁矩来表示，磁矩定义为磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积，即μμ=μμ4.磁化强度（M）：是描述宏观磁体强弱程度的物理量。
5.磁感应强度：描述磁场强度和方向的物理量，是矢量。
6.磁化曲线：表示物质中的磁场强度H与所感应的磁感应强度B之间的关系。
7.磁滞回线：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期性变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。
8.磁化率：表征磁介质属性的物理量。
9.磁导率：又称导磁系数，是衡量物质的导磁性能的一个物理量，可通过测取同一点的B、H值确定。
10.退磁场：有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后，表面将产生磁极，从而使磁体内部存在与磁化强度M方向相反的一种磁场，起减退磁化的作用，称为退磁场H d。
11.交换能（F ex）：电子自旋间的交换相互作用产生的能量。
12.磁晶各向异性能（F k）：铁磁体内晶体场对轨道电子间的作用、电子的轨道磁矩与自旋磁矩间的耦合效应所产生的能量。
13.磁应力能（Fδ）：铁磁体内磁性和弹性（形变）相互作用所引起的能量（又称为磁弹性应力能）。
14.退磁场能（F d）：铁磁体与其自身所产生的退磁场之间的相互作用能。
15.静磁能（F H）：铁磁体与外磁场之间的相互作用产生的能量。
16.磁致伸缩现象：铁磁晶体由于磁化状态的改变，其长度或体积都要发生微小的变化，这种现象叫磁致伸缩现象。
17.磁畴：指铁磁体材料在自发磁化的过程中为降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域。
18.自发磁化：磁有序物质在无外加磁场的情况下，由于近邻原子间电子的交换作用或其他相互作用，使物质中各原子的磁矩在一定空间范围内呈现有序排列而达到的磁化，称为自发磁化19.技术磁化：技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理，即阐明了在外磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。
磁性物理学第一章 物质磁性概述-磁性物理
广义地说，超导体也是一种抗磁性物质，=-1 ，它的机理 完全不同，不在我们讨论之内。
见姜书p25
CGS单位制克分子磁化率
体积磁化率
密度 原子量 ×10-6
ρn
-1.9
0.205 4
0.097
-7.2
1.51 20.18 0.43
-19.4
率温度关系服从居里-外斯定律。
C
4. 在居里温度附近出现比热等性质的反常。
T Tp
5. 磁化强度M和磁场H之间不是单值函数，存在磁滞效应。
构成这类物质的原子也有一定的磁矩，但宏观表现却完 全不同于顺磁性，解释铁磁性的成因已成为对人类智力的最 大挑战，虽然经过近100年的努力已经有了比较成功的理论， 但仍有很多问题有待后人去解决。
1
0
B H
max
（3）复数磁导率：磁体在交变磁场中磁化
' i 动态磁化中经常遇到
（4）增量磁导率Δ：在稳恒磁场H0作用下，叠加一个较小的交变磁场
1
0
B H
交变磁感应强度的峰值 交变磁场强度的峰值
（5）可逆磁导率rev：交变磁场趋于0时，Δ的极限值
lim rev
H 0
（6）微分磁导率diff：起始磁化曲线上任意一点的斜率
0
H为导出量，仅用于计算传导电流所产生的磁场，不能代表磁场强度与外界发生作用
B、Guass单位制（绝 对电磁单位制）：早年使 用的单位制，所有的磁学 量都是通过磁偶极子的概 念建立起来的
其中磁化强度M被定义为：
M (ml)i 单位：Guass
i
磁场强度H被定义为：
H F 单位：Oe m
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33. 晶体中的晶体场效应：a、晶体场对磁性离子轨道角动量的直接作用：引起能级分裂使 简并度部分或完全解除，导致轨道角动量的取向处于被冻结状态。b、晶体场对磁性离 子自旋角动量的间接作用：通过轨道与自旋耦合来实现。常温下，晶体中自旋是自由的， 但轨道运动受晶体场控制，由于自旋－轨道耦合和晶体场作用的联合效应，导致单离子 的磁各向异性。
C
1043K；饱和磁化强度为 M (0)为 1740×90 A/m，单原子的有效玻尔磁子数为，试估算
S
铁的：（1）Weiss 分子场系数 ；（2）居里常数；（3）分子场强度
38. 自发磁化的物理本质是什么物质具有海森堡模型的铁磁性的充要条件是哪些 铁磁体自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用。由海森堡交换作用模型可以
36. 物质具有铁磁性的基本条件：(1) 物质中的原子有固有磁矩 µ J；(2) 原子磁矩之间有
相互作用。实验事实：铁磁性物质在居里温度(TC)以上是顺磁性；居里温度以下原子磁 矩间的相互作用能大于热振动能，显现铁磁性。 37. 铁具有体心立方晶格结构，晶格常数为 Å ，原子量为，密度为 g/cm3，居里温度 T 为
47. 技术磁化过程大致可以分为三个阶段： （1）可逆畴壁位移磁化阶段（弱场范围内）： 若 H 退回到零，其 M 也趋于零。（多见于金属软磁材料和磁导率 µ 较高的铁氧体中） （2）不可逆畴壁位移磁化阶段（中等磁场范围内） 即有 Barkhausen jumps 发生 （3）、磁畴磁矩的转动磁化阶段（较强磁场范围内） 此时样品内畴壁位移已基本完毕，要使 M 增加，只有靠磁畴磁矩的转动来实现。一般情 况下，可逆与不可逆磁畴转动同时发生于这个阶段
29. 物质按磁性可分为几类各类磁性的χ-T 关系曲线怎样 抗磁性物质：
33
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30. 两种单位制的背景和关系 SI 单位制：主要磁学量都用电流的磁效应来定义，其中磁感应强度 B 为主导量（凡涉 及到与其他物理量的相互作用，都必须使用 B）。磁感应强度 B 的定义可由安培公式得
B
得出物质具有铁磁性的必要条件是（1）材料原子中具有未充满的电子壳层即原子磁矩 （2）充要条件是交换能积分常数 A>0。 39. 铁（金属）原子的玻尔磁子数为，铁原子量为，密度为×103kg·m-3，求出在 0K 下的饱 和磁化强度。
66
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40. 交换作用能的物理意义：（1）原子间的交换相互作用能是铁磁性物质自发磁化的起源；
F
H
场强度 H 被定义为：
m 单位：引入磁感应强度 B，使之满足如下关系：
B H 4 M 在 Guass 单位制中，M 和 H 都有明确的物理意义，是基本物理量，
而 B 只是一个导出量。
44
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三、计算论述题
31. 某一铁的旋转椭球长轴为 1 毫米，短轴直径为毫米，饱和磁环强度为 u0Ms=,求长轴和 短轴方向的退磁场。 解:长轴/短轴=1/=10 查表可知，当椭球的的纵横比为 10 时，沿长轴的退磁因子 Nz=，又 Nx+Ny+Nz=1， 所以 Nx=Ny=. 由退磁场公式：长轴退磁场 Hd1=NMs=*=\m 同理短轴退磁场 Hd2=\m
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磁性物理
一、名词解释
1. 元磁偶极子：指强度相等，极性相反并且其距离无限接近的一对“磁荷”。 2. 磁场强度 H：为单位点电荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场
力方向一致。 3. 磁矩：磁偶极子磁性大小方向可以用磁矩来表示，磁矩定义为磁偶极子等效的平面回路
的电流和回路面积的乘积，即 4. 磁化强度（M）：是描述宏观磁体强弱程度的物理量。 5. 磁感应强度：描述磁场强度和方向的物理量，是矢量。 6. 磁化曲线：表示物质中的磁场强度 H 与所感应的磁感应强度 B 之间的关系。 7. 磁滞回线：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化
出：d F
Id l
B
H 根据安培环路定理可定义磁场强度 H：
0
M
H 为导
出量，仅用于计算传导电流所产生的磁场，不能代表磁场强度与外界发生作用。
Guass 单位制（绝对电磁单位制）：早年使用的单位制，所有的磁学量都是通过磁偶极
M (ml)i
子的概念建立起来的。其中磁化强度 M 被定义为：
i
单位：Guass。磁
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二、简答题
27. 内禀矫顽力和磁感矫顽力的区别与联系 矫顽力分为磁感矫顽力（Hcb）和内禀矫顽力（Hcj）。磁体在反向充磁时，使磁感应强度 B 降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力。但此时磁体的磁化强度并不为零， 只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此 时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。使磁体的磁化强度 M 降为零所需施加的反 向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量， 是表示材料中的磁化强度 M 退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳 定性越好。
35. 铁磁性物质的基本特征：(1)、铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化；(2)、铁磁性 物质的磁化率很大；(3)、铁磁性物质的磁化强度与磁场强度之间不是单值函数关系， 显示磁滞现象，具有剩余磁化强度，其磁化率都是磁场强度的函数；(4)、铁磁性物质
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有一个磁性转变温度-居里温度 TC；(5)、铁磁性物质在磁化过程中，表现为磁晶各向异 性和磁致伸缩现象；
磁场作周期性变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭 合线叫做磁滞回线。 8. 磁化率：表征磁介质属性的物理量。 9. 磁导率：又称导磁系数，是衡量物质的导磁性能的一个物理量，可通过测取同一点的 B、 H 值确定。 10. 退磁场：有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后，表面将产生磁极，从而使磁体内部 存在与磁化强度 M 方向相反的一种磁场，起减退磁化的作用，称为退磁场 Hd。 11. 交换能（Fex）：电子自旋间的交换相互作用产生的能量。 12. 磁晶各向异性能（Fk）：铁磁体内晶体场对轨道电子间的作用、电子的轨道磁矩与自旋 磁矩间的耦合效应所产生的能量。 13. 磁应力能（Fδ）：铁磁体内磁性和弹性（形变）相互作用所引起的能量（又称为磁弹性 应力能）。 14. 退磁场能（Fd）：铁磁体与其自身所产生的退磁场之间的相互作用能。
34. 顺磁性物质的特点：（1）顺磁性物质是一类χ> 0 的弱磁性物质；（2）顺磁性物质的原 子或离子具有一定的固有磁矩，这些原子磁矩来源于未满的电子壳层（例如过渡族元素 的 3d 壳层）；（3）在顺磁性物质中，磁性原子或离子分开的很远，以致它们之间没有明 显的相互作用，因而在没有外磁场时，由于热运动的作用，原子磁矩是无规混乱取向； （4）当有外磁场作用时，原子磁矩有沿磁场方向取向的趋势，从而呈现出正的磁化率， 其数量级为χ=10-5~10-2。
28. 什么是退磁场如何克服 产生：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在他两端出现的自由磁极将产生一个与 磁化强度方向相反的磁场，该磁场被称为退磁场。退磁场 Hd 的强度与磁体的形状及磁 极的强度有关。 克服：因为退磁场只与材料的尺寸有关，短而粗的样品，退磁场就很大，因此可以将样 品做成长而细的形状，退磁场就将会减小。然而实际工作中，材料的尺寸收到限制，因 此不可避免的受到退磁场的影响。
相互作用，使物质中各原子的磁矩在一定空间范围内呈现有序排列而达到的磁化，称为 自发磁化 19. 技术磁化： 技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理，即阐明 了在外磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。 20. 畴壁：各个磁畴之间的交界处称为畴壁。 21. 畴壁位移：在有外场作用下，自发磁化方向接近于 H 方向的磁畴长大，而与 H 方向偏离 较大的近邻磁畴相应缩小，从而使畴壁发生位置变化，这个磁化过程称为畴壁位移 22. 磁泡： 在消磁状态下，若外加向上的磁场，随着磁场强度增加，向下的磁畴逐渐减小， 从达到某一磁场强度开始出现圆柱状磁畴，由于其形状有如泡状，故称其为磁泡。 23. Neel 壁：磁矩平行于薄膜表面逐渐过渡。特点：畴壁面上无自由磁极出现，保证了在 畴壁上不会产生退磁场能，也能保持畴壁能为极小；但是在晶体的上下表面上却不可避 免地会出现表面磁荷。 24. Bloch 壁：磁矩的过渡方式始终保持平行于畴壁平面。特点：畴壁面上无自由磁极出现， 保证了在畴壁上不会产生退磁场能，也能保持畴壁能为极小但在晶体的上下表面上却不 可避免地会出现表面磁荷。 25. 单畴颗粒：大块材料以多畴结构最为稳定，只有在很强的外磁场作用下，才被磁化至饱 和，整块材料的磁矩基本上取同一磁化方向，近似于一个单畴。 26. 居里温度： 磁矩的有序排列由于热扰动被完全破坏时的温度。（磁滞回线对温度是很敏 感的，特别是铁磁体，由于其自发磁化对温度的相关性，造成磁滞回线相对于温度变化 的一系列特征。）铁磁性材料的自发磁化 Ms 在居里点 Tc 发生磁性转变，Tc 以下为铁磁性， Tc 以上铁磁性消失。
当铁磁体中自旋不完全平行时，自旋取向的梯度函数 1 2 、2 2 、3 2 不等于零，
铁磁体中的交换能密度是增加的，因此 Fex 总是正值 ；（3）当不考虑自旋-轨道耦合时， 铁磁体中交换相互作用仅仅只依赖于相邻原子自旋间的夹角，而与自旋取什么方向无 关，所以交换作用能是各向同性的。 41. 磁晶各向异性能的物理意义：铁磁体中自发磁化矢量和磁畴的分布取向不会是任意的， 而是倾向于取在磁晶各向异性能为最小的各个易磁化轴的方向上，此时处于最稳定的状 态。 42. 磁致伸缩现象的来源：是由于原子或离子的自旋与轨道的耦合作用而产生的。其产生是 由于要满足能量最小条件的必然结果，即如果铁磁晶体的变形大小和性质能够导致其总 能量等于极小值，则这种变形就会产生。磁致伸缩是由自旋与轨道耦合能和物质的弹性 能之间平衡而产生的。简而言之，磁致伸缩起源于晶体场、自旋-轨道耦合以及弹性形 变的联合效应。 43. 磁畴的成因：交换作用使近邻原子的自旋磁矩取向相同，造成自发磁化，磁晶各向异性 能使自发磁化的方向保持在易磁化轴方向。因此，当整个晶体自发磁化到饱和并磁化矢 量沿晶体的某磁化轴方向时，以上两种能量都达到极小值。也就是说交换能和磁晶各向 异性能不会导致磁畴的产生。但是，所有铁磁晶体都有一定的大小和形状，整个晶体均 匀磁化的结果必然在其两端产生磁极，磁极产生的退磁场将增加退磁场能，为了减少退 磁场能，晶体分为若干磁畴，这是磁畴形成的主要原因。 44. 计算立方晶体单畴颗粒的临界尺寸。