磁化率(完)
磁化率
磁化率磁化率的概念magnetic susceptibility表征磁介质属性的物理量。
常用符号cm表示，等于磁化强度M与磁场强度H之比[1]，即M＝cmH对于顺磁质，cm＞0，对于抗磁质，cm＜0，其值都很小。
对于铁磁质，cm很大，且还与H有关（即M与H之间有复杂的非线性关系）。
对于各向同性磁介质，cm是标量；对于各向异性磁介质，磁化率是一个二阶张量。
在国际单位制（SI）中，磁化率cm是一个无量纲的纯数。
某一物质的磁化率可以用体积磁化率κ 或者质量磁化率χ来表示。
体积磁化率无量纲参数。
在CGS单位系统下的磁化率值是SI下的４π倍，即χ（CGS）=４πχ（SI）。
体积磁化率除以密度即为质量磁化率，亦即χ＝κ／ρ，其单位为m^3/kg．磁化率的特性物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度H′与外磁场强度H之和称为该物质的磁感应强度B，即B= H + H′ (1)H′与H方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。
还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H′比H大得多（H′/H）高达10，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。
物质的磁化可用磁化强度I来描述，H′=4πI。
对于非铁磁性物质，I与外磁场强度H成正比I = KH(2)式中，K为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。
在化学中常用单位质量磁化率χm或摩尔磁化率χM表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ (3)χM = MK/ρ (4)式中，ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量。
由于K是无量纲的量，所以χm和χM的单位分别是cm·g和cm·mol-1。
磁感应强度SI单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=10 4G。
2.分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。
但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。
磁化率的测定
实验报告：磁化率测定一、实验目的1. 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2. 测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断分子配键的类型。
二、实验原理1 .磁化与磁化率外加磁场作用下：B=B0+B′=μ0H+B′其中，B0为外磁场的磁感应强度；B′为物质磁化产生并附加的磁感应强度；H为外磁场强度。
μ0为真空磁导率，数值为4π×10−7。
物质的磁化强度用M表示M=χHχ为体积磁化率，又分为质量磁化率χm=χ/ρ和摩尔磁化率χM=Mχ/ρ2. 摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：H‘=4πχH0物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩μm = 0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg、Cu、Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反< 0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩μm≠ 0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn、Cr、Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|≫|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm=χ顺，其值大于零。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μm关系可由居里——郎之万公式表示：χm=χ顺=Lμm2μ03kT这个公式是在顺磁性下的近似计算。
磁化率的测定(实验报告)
磁化率得测定1、实验目得１、１测定物质得摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键得类型。
1、2掌握古埃（Ｇouy)磁天平测定磁化率得原理与方法。
2、实验原理2、1摩尔磁化率与分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体得运动，会被磁化而感应出一个附加磁场Ｈ'。
物质被磁化得程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度与外磁场强度得比值有关:χ为无因次量,称为物质得体积磁化率，简称磁化率,表示单位体积内磁场强度得变化,反映了物质被磁化得难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ得关系为式中M、ρ分别为物质得摩尔质量与密度。
χm得单位为ｍ3·mol -1。
物质在外磁场作用下得磁化现象有三种:第一种,物质得原子、离子或分子中没有自旋未成对得电子，即它得分子磁矩，µm＝0。
当它受到外磁场作用时,内部会产生感应得“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反得感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流得附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Ｈｇ,Ｃu,Bi等。
它得χｍ称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反<0。
第二种，物质得原子、离子或分子中存在自旋未成对得电子,它得电子角动量总与不等于零,分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向得分子磁矩在受到外磁场作用时,其方向总就是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn, Cr, Pt等,表现出得顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向得感应磁矩,因此它得χｍ就是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之与。
因|χ顺｜»|χ反｜,所以对于顺磁性物质，可以认为χｍ=χ顺,其值大于零,即χm>0。
第三种，物质被磁化得强度随着外磁场强度得增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式表示:式中L为阿伏加德罗常数(6、022×102３mol-1),、ｋ为玻尔兹曼常数(1、380６×１0－23J·K-1）,µ0为真空磁导率(4π×１0－7N·A-2,T为热力学温度。
磁化率——精选推荐
磁化率1定义2磁化率的正负号:反磁性和其它种磁性3测量磁化率的方法4张量磁化率5微分磁化率6国际单位制与CGS单位制之间的单位转换7质量磁化率和莫耳磁化率8磁化率表格9参阅10参考文献定义磁化率，通常标记为，以方程式定义为;其中，是物质的磁化强度(单位体积的磁偶极矩)，是辅助磁场。
满足这定义的物质，通常称为线性介质。
采用国际单位制，定义为;其中，是真空磁导率，是磁场。
所以，可以表达为;其中，是相对磁导率，是磁导率。
磁化率与相对磁导率的关系方程式为。
磁化率与磁导率的关系方程式为。
磁化率的正负号:反磁性和其它种磁性若为正值，则1\,\!"src="，物质的磁性是顺磁性、铁磁性、亚铁磁性或反铁磁性。
对于这案例，物质的置入会使得增强;若为负值，则，物质的磁性是反磁性，物质的置入会使得减弱[1]。
对于顺磁性或反磁性物质，通常的绝对值都很小，大约在10-6到10-5之间，大多时候可以忽略为0。
在真空里，磁化率是0，相对磁导率是1，磁导率等于真空磁导率，值为。
测量磁化率的方法简言之，施加具有梯度的磁场于物质样品，然后测量样品感受到的作用力差值，代入相关公式，即可得到磁化率[2]。
早期，科学家使用古依天平(英语:Gouybalance)来测量磁化率。
测试的样品悬挂在电磁铁的两极之间。
由于电磁铁作用，样品的表观重量会与磁化率成正比[3]。
读得古依天平所显示的表观重量值后，代入相关公式中。
即可得到磁化率。
现今，高端测量系统使用超导磁铁来得到更准确的磁化率。
还有一种新颖的产品，称为艾凡斯天平(英语:Evansbalance)，广泛地使用于全世界的课堂及研发实验室。
它测量的是，在置入样品之前与之后，强大磁铁所感受到的作用力差值[4]。
另外，对于样品溶液，应用核磁共振科技，可以测量出其磁化率。
只要比较样品溶液与参考溶液的核磁共振频率的差异，代入公式，即可求得样品溶液的磁化率[5][6][7]。
张量磁化率大多数晶体的磁化率不是纯量。
磁化率的测定(完成)
实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称实验项目磁化率的测定实验类型验证设计综合实验时间年月日实验指导老师实验评分一、目的要求1．掌握Gouy磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
2．通过对一些配合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数．并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。
二、实验原理（1）物质的磁性物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H(A·m-1)的作用下，产生附加磁场H'。
这时该物质内部的磁感应强度B为外磁场强度H与附加磁场强度H'之和：B＝H十4πI＝H十4πкH＝μH (1)式中I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。
式中的к称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力，是无量纲的物理量。
I 和к分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ = I/ρ称为克磁化强度；χ = к/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm = кM/ρ称为摩尔磁化率（M是物质的摩尔质量）。
这些数据都可以从实验测得，是宏观磁性质。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm ，铁磁性研究中常用到I、σ。
不少文献中按宏观磁性质，把物质分为反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。
其中，顺磁性物质的χm >0，而反磁性物质的χm <0。
（2）古埃法测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流的大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。
样品要放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，此处磁场强度最强；另一端则在磁场强度为零处，即处在磁场强度可忽赂不计的位置。
样品在磁场中受到一个作用力。
dF = κHAdH ①式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称量，必须考虑空气修正，即dF =(κ-κ0)HAdH ②表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是个积分问题：F=∫(κ-κ0)HAdH = 1/2(κ-κ0)A(H2-H20) ③因H0＜＜H，且忽略κ0，则F = 1/2 κAH2④式中，F可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
ccm磁化率
ccm磁化率磁化率（CCM）是描述材料在外加磁场下磁化程度的物理量。
它反映了磁场对材料的磁响应能力。
磁化率是磁性材料的重要参数，对于磁性材料的设计和应用具有重要的指导作用。
下面将介绍CCM的定义、计算方法、磁化率对材料性能的影响以及一些与CCM相关的实验方法和应用领域。
磁化率定义：磁化率是材料在外加磁场下，单位体积内的磁矩和磁场强度之间的比值。
它用于描述材料对外加磁场的响应程度。
磁化率分为磁场强度的线性磁化率和非线性磁化率，分别表示材料对弱磁场的响应和强磁场的响应。
计算方法：线性磁化率可以通过磁化曲线测量得到。
实验中，通过对材料施加不同大小的磁场，测量材料的磁化强度，然后通过计算磁化强度和磁场强度的比值得到线性磁化率。
非线性磁化率则是通过非线性磁化曲线得到的。
磁化率对材料性能的影响：磁化率与材料的磁性能密切相关。
磁化率越大，表示材料的磁化程度越高，其对外磁场的敏感度也更高。
高磁化率的材料可以用于制造强磁场设备和磁性储存器等。
此外，磁化率还与材料的磁滞损耗、饱和磁感应强度等指标有关。
常见的实验方法：1. 振荡式法：通过测量材料在交变磁场中的磁化状态，对磁化率进行测量。
该方法适用于高频范围内的材料磁性测试。
2. 霍尔效应法：利用霍尔效应原理，测量材料在磁场中的磁电势差和霍尔电流，从而得到磁化率。
该方法适用于表面和体积电导率差异大的材料。
3. 样品共振法：通过测量样品在变磁场中的共振频率和品质因数，推导出材料的磁化率。
该方法适用于高频范围和高精度磁化率测量。
4. 磁滞回线法：通过测量材料在不同磁场强度下的磁化曲线，得到材料的磁滞回线和磁化率。
该方法适用于磁性材料的综合性能评估。
磁化率的应用：1. 电子设备：磁化率的大小和调控能力与电子设备的性能有关，如储存器、传感器、电感等。
2. 电力工程：磁化率是电力传输与配电系统中重要的电磁参数，在电力设备和变压器的设计和运行中起到重要作用。
3. 材料科学：通过了解材料的磁化率，可以推导出材料的导电性、磁导率等与磁性相关的物理量。
磁化率测定(实验报告)
磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg， Cu， Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn， Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式表示：式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
精华资料磁化率
磁化率磁化率的概念magnetic susceptibility表征磁介质属性的物理量。
常用符号cm表示，等于磁化强度M与磁场强度H之比[1]，即M＝cmH对于顺磁质，cm＞0，对于抗磁质，cm＜0，其值都很小。
对于铁磁质，cm很大，且还与H有关（即M与H之间有复杂的非线性关系）。
对于各向同性磁介质，cm是标量；对于各向异性磁介质，磁化率是一个二阶张量。
在国际单位制（SI）中，磁化率cm是一个无量纲的纯数。
某一物质的磁化率可以用体积磁化率κ 或者质量磁化率χ来表示。
体积磁化率无量纲参数。
在CGS单位系统下的磁化率值是SI下的４π倍，即χ（CGS）=４πχ（SI）。
体积磁化率除以密度即为质量磁化率，亦即χ＝κ／ρ，其单位为m^3/kg．磁化率的特性物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度H′与外磁场强度H之和称为该物质的磁感应强度B，即B= H + H′ (1)H′与H方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。
还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H′比H大得多（H′/H）高达10，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。
物质的磁化可用磁化强度I来描述，H′=4πI。
对于非铁磁性物质，I与外磁场强度H成正比I = KH(2)式中，K为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。
在化学中常用单位质量磁化率χm或摩尔磁化率χM表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ (3)χM = MK/ρ (4)式中，ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量。
由于K是无量纲的量，所以χm和χM的单位分别是cm·g和cm·mol-1。
磁感应强度SI单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=10 4G。
2.分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。
但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。
磁化率的测定课件
2023
PART 06
磁化率测定的发展趋势和 展望
REPORTING
发展趋势
01
自动化与智能化
随着技术的进步，磁化率测定正朝着自动化和智能化的方向发展。新型
的测定仪器和设备能够自动完成数据采集、处理和分析，大大提高了测
定的效率和准确性。
02
高精度与高灵敏度
为了满足科研和工业应用的需求，磁化率测定技术也在不断追求更高的
方法
常用的测定方法有振动样品磁强计法、核磁共振法、超导量子干涉器件法等。
2023
PART 02
磁化率测定的方法
REPORTING
振动样品磁强计法
01
02
03
原理
基于振动样品磁强计的原 理，通过测量样品在磁场 中的振动幅度来确定磁化 率。
优点
测量精度高，适用于测量 弱磁场下的磁化率。
缺点
测量时间长，对样品形状 和尺寸有一定要求。
确。
解决方法
定期校准仪器
按照规定程序对仪器进行校准 ，确保仪器准确性和可靠性。
控制环境因素
在测量过程中，尽量减少环境 因素的影响，如保持室内恒温 、恒湿，避免电磁干扰等。
培训操作人员
对操作人员进行专业培训，提 高其技术水平，确保操作规范 、准确。
优化样品处理
对样品进行充分搅拌、混合， 确保样品的均匀性，同时注意
REPORTING
误差来源
01
02
03
04
仪器误差
由于仪器本身的缺陷或使用不 当，导致测量结果偏离真实值
。
环境因素
如温度、湿度、电磁干扰等环 境因素对测量结果的影响。
操作误差
由于操作人员的技术水平或操 作习惯不同，导致测量结果存
磁化率
三、相关问题的解释
（二）频率磁化率与磁化率的区别。 1、在黄土形成古土壤的过程中，有许多超 顺磁粒级(<0.03um)的铁磁性矿物形成。 频率磁化率：反映样品中超顺磁磁颗粒 (<0.03um)含量的多少 。
二、磁化率可以作为环境变迁的替代
指标的原因
磁化率：是指在低频弱磁场中，样品的磁 化强度与磁场强度之比，是反映样品中铁 磁性矿物含量的指标。
二、磁化率可以作为环境变迁的替代指标的原 因 （一）铁磁性矿物简介 1、铁磁性矿物大多为铁的氧化物或硫化物 2、依磁性情况可以分为：强磁性矿物和反 铁磁性或不完全反铁磁性矿物两类。强磁 性矿物包括磁铁矿、磁赤铁矿和钛磁铁矿； 反铁磁性或不完全反铁磁性矿物包括赤铁 矿、钛铁矿和磁黄铁矿。 3、来源：一是，风成堆积物本身携带的； 二是，在成壤过程中产生的。
为什么磁化率可以作为环境变迁 的替代指标
一、关于磁化率的几点认识
二、磁化率可以作为环境变迁的替代指标 的原因
三、相关问题的解释
一、关于磁化率的几点认识
1、磁化率的变化趋势反映环境变化的过程 磁化率增加 气候变得温暖湿润 磁化率降低 气候变得寒冷干燥 2、在北方干旱半干旱地区，磁化率可用来 反映环境变化；而在南方温暖潮湿地区， 磁化率是不能用来反映环境变化的。 3、频率磁化率（双频磁化率）不完全等同 于磁化率
二、磁化率可以作为环境变迁的替代指标的原 因 （二）成壤作用与铁磁性矿物的关系 在温湿的气候条件下，成壤作用较强，铁 的氧化物含量不断增加，铁磁性矿物也随 之增加。因此，磁化率值铁磁性矿 物也相对较少。因此，磁化率值较小。
磁化率实验报告
磁化率实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量物质的磁化率，了解物质的磁性特征，掌握古埃（Gouy）法测量磁化率的原理和实验方法，探究物质的结构与磁性之间的关系。
二、实验原理1、磁化率的定义物质在外磁场作用下被磁化的程度用磁化率（χ）来表示。
磁化率是无量纲的物理量，其大小反映了物质被磁化的难易程度。
2、古埃法测量磁化率的原理古埃法是一种常用的测量磁化率的方法。
将样品制成圆柱形，置于两个磁极之间，使样品柱的轴线与磁场方向平行。
在磁场中，样品会被磁化产生附加磁场，从而影响磁极间的磁场分布。
通过测量无样品时和有样品时磁极间的磁场强度变化，可以计算出样品的磁化率。
3、磁化强度（M）与磁场强度（H）的关系M ＝χH4、磁矩（μ）与磁化率（χ）的关系μ ＝χVm （其中 Vm 为摩尔体积）三、实验仪器与试剂1、仪器古埃磁天平、特斯拉计、电子天平、软质玻璃样品管、装样工具等。
2、试剂莫尔盐（（NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O）、亚铁氰化钾K₄Fe(CN)₆·3H₂O 、未知样品。
四、实验步骤1、仪器准备（1）调节磁天平底座水平，使悬线与磁场方向垂直。
（2）用特斯拉计测量磁场强度，确保磁场稳定。
2、样品管的处理（1）将空样品管用去离子水洗净，烘干。
（2）测量空样品管的质量 m₁。
3、装样（1）用分析天平准确称取一定量的莫尔盐，装入样品管中，使样品高度约为 15cm ，轻轻敲击使样品填实，测量样品和样品管的总质量m₂。
（2）同样方法分别称取亚铁氰化钾和未知样品进行装样。
4、测量（1）将装有莫尔盐的样品管悬挂在磁天平的挂钩上，调节样品管位置，使其处于磁场中心。
（2）测量无磁场时样品管的质量 m₃，然后接通磁场，待示数稳定后，测量有磁场时样品管的质量 m₄。
（3）按照同样的方法测量亚铁氰化钾和未知样品在无磁场和有磁场时的质量。
5、数据记录与处理（1）记录实验过程中的各项质量数据。
（2）根据公式计算各样品的磁化率。
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定实验报告一、实验目的1、掌握古埃（Gouy）法测定磁化率的原理和方法。
2、测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子的配键类型。
二、实验原理1、物质的磁性物质的磁性一般可分为三种：顺磁性、反磁性和铁磁性。
（1）反磁性物质：物质中所有电子都已配对，没有永久磁矩。
在外磁场作用下，电子的轨道运动产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，导致物质表现出反磁性。
反磁性物质的磁化率为负值，且数值很小。
（2）顺磁性物质：物质中存在未成对电子，具有永久磁矩。
在外磁场作用下，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。
顺磁性物质的磁化率为正值，数值一般在 10^（－5) 10^（－2) 之间。
（3）铁磁性物质：物质中的未成对电子自旋平行排列，产生很强的磁性。
铁磁性物质的磁化率很大，且在外磁场作用下能产生很强的磁性。
2、磁化率磁化率是物质在外磁场作用下被磁化的程度的量度，用χ 表示。
它与物质的分子结构、未成对电子数等有关。
3、古埃法测定磁化率古埃法是通过测量样品在不均匀磁场中所受的力来测定磁化率。
将样品装入圆柱形玻璃管中，悬挂在两磁极之间的天平臂上。
设样品管的横截面积为S，样品的高度为l，样品质量为m，外加磁场强度为H。
当样品被磁化时，在磁极的一端产生一附加磁场 H'，它与外磁场 H 方向相同，在磁极的另一端产生的附加磁场与 H 方向相反。
这样，样品在磁极两端所受的力不同，产生一个力差ΔF。
根据电磁学原理，力差ΔF 可表示为：ΔF ＝（χH) ／2 μ₀ S式中，μ₀为真空磁导率。
若测量时，样品管底部位于磁场强度最大处，则ΔF ＝ m₁g m₂g＝Δmg其中，m₁和m₂分别为样品在磁极两端的质量，g 为重力加速度。
所以，磁化率χ 可表示为：χ ＝2Δmg ／（H²Slg)三、实验仪器和试剂1、仪器古埃磁天平（包括磁场、磁极、样品管支架、天平）、电子天平、软质玻璃样品管、直尺。
磁化率相关概念
磁化率相关概念磁化:处于磁中性态的磁性材料在磁场作用下逐步从宏观上无磁性到显示磁性的过程称为磁化。
磁化过程：在磁场作用下，磁性材料的磁化强度从磁中性状态为零到非常强的磁场强度下接近饱和磁化强度的过程称为磁化过程。
磁化曲线：处于磁中性状态下的磁性材料在磁场作用下，磁化强度M将随磁场强度H的增大而增大，最后在一定的饱和磁场强度H s时达到饱和磁化强度值M s，这时，材料内部的原子磁矩基本上都已经沿磁场取向，再增大磁场强度，磁化强度值不会明显增大。
在M-H图上绘出磁化强度随磁场强度变化的相应曲线称为磁化曲线，也称初始磁化曲线。
相应地，磁性材料的磁感应强度B随磁场强度H变化的曲线称为B-H磁化曲线。
磁滞回线：磁性材料在足够强的磁场（称为饱和磁化场H s）作用下被饱和磁化以后，使这一正向磁场强度降为零，材料的磁化强度便会从M s降到M r，显然，磁化强度的变化落后于磁场强度的变化，这种现象称为磁滞。
Mr称为剩余磁化强度，简称剩磁。
若要使M r变为零，必须对材料施加一反向磁场H ci或MH c，该磁学量称为内禀矫顽力。
若将反向磁场逐步增大到-H s，则材料又将达到饱和磁化。
将反向磁场降为零，并继续使磁场强度沿正向增加到Hs，磁化强度将经过-M r、H ci到达M s，于是，在M-H图上将形成一条封闭曲线，因为磁化强度的变化始终落后于磁场强度的变化，所以这样的封闭曲线称为M-H磁滞回线。
相应地，如果磁场强度经历一周期变化，即H s→0→H C→H s→H C→H s，磁感应强度B的变化在B-H图上也会构成一条封闭回线，称为B-H磁滞回线。
在这种磁滞回线上，材料经饱和磁化后因撤去磁场所保留的磁感应强度称为剩余磁感应强度，也简称剩磁B r。
使B r降为零所需要施加的反向磁场称为矫顽力，用BHC表示。
另外，当磁场强度为H s时，磁化强度为饱和值Ms，所对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度，用B s表示，这时，Bs=μ0(Hs+Ms)。
磁化率材料对磁场的响应程度
磁化率材料对磁场的响应程度磁化率是描述材料磁场响应程度的一个物理量。
在磁学领域中，磁化率被广泛应用于研究材料的磁性质。
本文将对磁化率材料对磁场的响应程度进行探讨，以及其在实际应用中的重要性。
一、磁化率的定义和计算方法磁化率是材料在外加磁场作用下磁化程度的度量，一般用符号χ表示。
它的定义为材料的磁化强度M与外加磁场强度H之间的比值。
即：χ = M / H其中，M表示材料的磁化强度，H表示外加磁场强度。
磁化强度是材料单位体积内的磁矢量总和，它和外加磁场强度之间的关系可以通过实验测量得到。
在实际应用中，磁化率可以通过多种方法进行计算。
其中，最常见的方法是采用静态磁化率和交流磁化率。
静态磁化率是指在恒定外加磁场下，材料的磁化程度与磁场的关系。
而交流磁化率是指在交变外加磁场下，材料的磁化程度与磁场的关系。
根据实验条件和材料特性的不同，选择合适的方法进行磁化率的计算。
二、磁化率材料的分类根据材料在不同磁场下的磁化特性，可以将磁化率材料分为顺磁性材料、抗磁性材料和铁磁性材料三类。
1. 顺磁性材料：顺磁性材料在外加磁场的作用下，呈现出与磁场方向一致的磁化特性。
顺磁性材料的磁化率为正，且随着外加磁场的增加而增大。
2. 抗磁性材料：抗磁性材料在外加磁场的作用下，呈现出与磁场方向相反的磁化特性。
抗磁性材料的磁化率为负，且随着外加磁场的增加而减小。
3. 铁磁性材料：铁磁性材料在外加磁场的作用下，呈现出与磁场方向一致的磁化特性。
不同于顺磁性材料，铁磁性材料的磁化率在一定程度的外加磁场下保持恒定。
三、磁化率材料对磁场的响应程度取决于其磁化率的大小。
顺磁性材料的磁化率越大，其对磁场的响应程度也越高。
而抗磁性材料的磁化率为负，表示其磁场响应程度相对较低。
铁磁性材料在一定程度的外加磁场下可以保持恒定的磁化率，因此其对磁场的响应程度较稳定。
在实际应用中，磁化率材料的磁场响应程度直接关系到磁场的利用效率。
例如，在电力系统中，使用铁芯材料制造变压器可以提高电能的传输效率。
磁化率(完)
附：实验数据处理与分析一、数据记录1.不同励磁电流下磁场强度的测定励磁电流A磁场强度（mT）平均值mT磁场强度H/(A/m)H=B/μ0(μ0=4π×10-7N/A2) 第一组第二组第三组第四组1.0 60.1 63.7 60.2 60.2 61.05 48606.72.0 119.6 119.7 122.6 120.2 120.525 95959.43.0 179.1 179.8 181.7 178.6 179.8 143152.90 (0.7+0.3) /2=0.5 398.1 2.空样品管测量励磁电流A样品管质量m/g 平均值m/gΔm0=m-m0/g 第一组第二组第三组第四组1.0 21.3680 21.3690 21.3689 21.3662 21.3680 0.00202.0 21.3700 21.3680 21.3650 21.3675 21.3676 0.00163.0 21.3650 21.3660 21.3670 21.3650 21.3658 -0.00020 m0=(21.3670+21.3660+21.3649)/3=21.36603.莫尔盐的测定莫尔盐分子量：392.14励磁电流A样品管质量m/g 平均值m/gΔm0=m-m0/g 第一组第二组第三组第四组1.0 43.4010 43.4015 43.3990 43.3937 43.3988 0.00882.0 43.4030 43.4100 43.4130 43.4280 43.4135 0.02353.0 43.4540 43.4600 43.4640 43.4650 43.4608 0.07080 m0=(43.3910+43.3900+43.3890)/3=43.3900 平均温度T/KT=(295.0+295.8)/2=295.4 4.亚铁氰化钾的测定亚铁氰化钾的分子量：422.39样品管质量m/g 平均值m/g Δm0=m-m0/g第一组第二组第三组第四组1.0 43.0266 43.0300 43.0280 43.0280 43.0282 0.00222.0 43.0280 43.0210 43.0270 43.0275 43.0259 -0.00013.0 43.0285 43.0220 43.0230 43.0300 43.0259 -0.0001 0 m0=(43.0270+43.0300+43.0220)/3=43.026 平均温度T/KT=(294.9+295.8)/2=295.3515.硫酸亚铁的测定硫酸亚铁分子量：278.02励磁电流A 样品管质量m/g 平均值m/gΔm0=m-m0/g 第一组第二组第三组第四组1.0 42.4401 42.4470 42.4470 42.4450 42.4448 0.01112.0 42.4710 42.4710 42.4700 42.4710 42.4708 0.03713.0 42,5157 42.5120 42.5124 42.5130 42.5133 0.07960 m0=(42.4296+42.4360+42.4356)/3=42.4337 平均温度T/KT=(294.8+295.5)/2=295.15二、数据处理1.由莫尔盐的磁化率和实验数据，计算各特定励磁电流相应的磁场强度值，并与高斯计测量值进行比较。
磁化率
2、依磁性情况可以分为：强磁性矿物和反 铁磁性或不完全反铁磁性矿物两类。强磁 性矿物包括磁铁矿、磁赤铁矿和钛磁铁矿； 反铁磁性或不完全反铁磁性矿物包括赤铁 矿、钛铁矿和磁黄铁矿。
3、来源：一是，风成堆积物本身携带的； 二是，在成壤过程中产生的。
二、磁化率可以作为环境变迁的替代指标的原 因
（二）成壤作用与铁磁性矿物的关系 在温湿的气候条件下，成壤作用较强，铁
3、频率磁化率（双频磁化率）不完全等同 于磁化率
二、磁化率可以作为环境变迁的替代 指标的原因
磁化率：是指在低频弱磁场中，样品的磁 化强度与磁场强度之比，是反映样品中铁 磁性矿物含量的指标。
二、磁化率可以作为环境变迁的替代指标的原 因
（一）铁磁性矿物简介
1、铁磁性矿物大多为铁的氧化物或硫化物
为什么磁化率可以作为环境变迁 的替代指标
一、关于磁化率的几点认识
二、磁化率可以作为环境变迁的替代指标 的原因
三、相关问题的解释
一、关于磁化率的几点认识
1、磁化率的变化趋势反映环境变化的过程 Nhomakorabea磁化率增加
气候变得温暖湿润
磁化率降低
气候变得寒冷干燥
2、在北方干旱半干旱地区，磁化率可用来 反映环境变化；而在南方温暖潮湿地区， 磁化率是不能用来反映环境变化的。
三、相关问题的解释
（二）频率磁化率与磁化率的区别。 1、在黄土形成古土壤的过程中，有许多超
顺磁粒级(<0.03um)的铁磁性矿物形成。 频率磁化率：反映样品中超顺磁磁颗粒
(<0.03um)含量的多少 。
超导体磁化率
超导体磁化率
【原创版】
目录
1.超导体磁化率的定义
2.超导体磁化率的特性
3.超导体磁化率的应用
正文
一、超导体磁化率的定义
超导体磁化率（Magnetization）是指在外加磁场作用下，超导体内
部产生的磁化强度与超导体体积的比值。
磁化率是一个重要的物理量，用于描述超导体在磁场中的磁化程度。
二、超导体磁化率的特性
1.完全磁化：在足够低的温度下，超导体可以被完全磁化。
当外加磁场移除后，超导体内部的磁场消失，表现出完全磁化的特性。
2.零电阻：超导体在磁化过程中，其电阻几乎为零。
这是由于超导体内部的电子在磁场作用下形成自发有序排列，使电流在超导体内部流动时遇到很小的阻力。
3.临界磁场：超导体存在一个临界磁场，当外加磁场强度超过临界磁场时，超导体的磁化率会急剧减小，直至失去磁化能力。
三、超导体磁化率的应用
1.超导磁体：超导体磁化率的特性使其成为制造超导磁体的理想材料。
超导磁体具有很高的磁场强度和极低的电阻损耗，广泛应用于粒子加速器、核磁共振成像、磁悬浮列车等领域。
2.能源储存：超导体在磁化过程中产生的电场可以用于储存和释放电
能。
这种能量储存方式具有很高的效率，可以降低能源损耗，有广泛的应用前景。
3.高性能传感器：超导体磁化率的特性使其在高性能传感器领域具有广泛应用。
例如，基于超导体磁化率的传感器可以用于测量地磁场、生物磁场等。
总之，超导体磁化率作为一种重要的物理量，不仅具有独特的物理特性，还具有广泛的应用前景。
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附：实验数据处理与分析
一、数据记录
1.不同励磁电流下磁场强度的测定
励磁电流
A
磁场强度（mT）
平均值
mT
磁场强度
H/(A/m)
H=B/μ0
(μ0=4π×10-7N/A2) 第一组第二组第三组第四组
1.0 60.1 63.7 60.2 60.2 61.05 48606.7
2.0 119.6 119.7 122.6 120.2 120.525 95959.4
3.0 179.1 179.8 181.7 178.6 179.8 143152.9
0 (0.7+0.3) /2=0.5 398.1 2.空样品管测量
励磁电流
A
样品管质量m/g 平均值
m/g
Δm0=m-m0/g 第一组第二组第三组第四组
1.0 21.3680 21.3690 21.3689 21.3662 21.3680 0.0020
2.0 21.3700 21.3680 21.3650 21.3675 21.3676 0.0016
3.0 21.3650 21.3660 21.3670 21.3650 21.3658 -0.0002
0 m0=(21.3670+21.3660+21.3649)/3=21.3660
3.莫尔盐的测定
莫尔盐分子量：392.14
励磁电流
A
样品管质量m/g 平均值
m/g
Δm0=m-m0/g 第一组第二组第三组第四组
1.0 43.4010 43.4015 43.3990 43.3937 43.3988 0.0088
2.0 4
3.4030 43.4100 43.4130 43.4280 43.4135 0.0235
3.0 43.4540 43.4600 43.4640 43.4650 43.4608 0.0708
0 m0=(43.3910+43.3900+43.3890)/3=43.3900 平均温度T/K
T=(295.0+295.8)/2=295.4 4.亚铁氰化钾的测定
亚铁氰化钾的分子量：422.39
样品管质量m/g 平均值
m/g Δm0=m-m0/g
第一组第二组第三组第四组
1.0 43.0266 43.0300 43.0280 43.0280 43.0282 0.0022
2.0 4
3.0280 43.0210 43.0270 43.0275 43.0259 -0.0001
3.0 43.0285 43.0220 43.0230 43.0300 43.0259 -0.0001 0 m0=(43.0270+43.0300+43.0220)/3=43.026 平均温度T/K
T=(294.9+295.8)/2=295.35
1
5.硫酸亚铁的测定
硫酸亚铁分子量：278.02
励磁电流
A 样品管质量m/g 平均值
m/g
Δm0=m-m0
/g 第一组第二组第三组第四组
1.0 4
2.4401 42.4470 42.4470 42.4450 42.4448 0.0111
2.0 42.4710 42.4710 42.4700 42.4710 42.4708 0.0371
3.0 42,5157 42.5120 42.5124 42.5130 42.5133 0.0796
0 m0=(42.4296+42.4360+42.4356)/3=42.4337 平均温度T/K
T=(294.8+295.5)/2=295.15
二、数据处理
1.由莫尔盐的磁化率和实验数据，计算各特定励磁电流相应的磁场强度值，并与高斯计测
量值进行比较。
莫尔盐的摩尔磁化率与热力学温度T的关系为：
又有，二者对比可得H：
=
计算如下所示：
励磁电流/A 1.0 2.0 3.0
空管Δm0/g 0.0020 0.0016 -0.0002
莫尔盐Δm /g0.0088 0.0235 0.0708
（Δm -Δm0）/g 0.0068 0.0219 0.0710
样品质量m/g 22.0240
温度/T 295.4
样品高度h/m 0.1518
H计算值/(A/m) 42602.76 76454.90 137661.48
H高斯计测量值/(A/m) 48606.7 95959.4 143152.4
由数据比较可知，高斯计测量值较大，分析可能原因为：1）、样品管下端没有放在磁场最
强处、样品管固定不稳；2）、样品管不干净；3）、装在样品管内的样品没有达到上下一致、均匀紧密；
2.由亚铁氰化钾与硫酸亚铁的实验数据，分别计算和讨论在1.0A，2.0A，
3.0A时的
χm、μm以及未成对电子数。
2
由公式可求得，再由公式求得，具
体计算式为：，求得后带入公式即可求得未成
对电子数。
其中μ0=4π×10-7N/A2，g=9.8m/s2，k=1.3806×10-23J/K，μB=9.274×10-24J/T，L=6.02×1023mol-1
（1）亚铁氰化钾（M=422.39）
励磁电流/A 1.0 2.0 3.0
空管Δm0/g 0.0020 0.0016 -0.0002 亚铁氰化钾Δm /g0.0022 -0.0001 -0.0001 Δm -Δm0/g 0.0002 -0.0017 -0.0003
样品质量m/g 21.6600
温度/T 295.35
样品高度h/m 0.1518
H为计算值的
5.088×10-9-1.342×10-5 -7.309×10-7
χm/(m3/mol)
H为高斯计测量值的
3.909×10-9-8.524×10-6-6.759×10-7
χm/(m3/mol)
μm/(J/T) 0 0 0
n 0 0 0
由上述计算结果可知，亚铁氰化钾未配对电子数为0。
（2）、硫酸亚铁(M=278.02)
励磁电流/A 1.0 2.0 3.0
空管Δm0/g 0.0020 0.0016 -0.0002
硫酸亚铁Δm /g0.0111 0.0371 0.0796
Δm -Δm0/g 0.0091 0.0355 0.0798
样品质量m/g 22.0677
温度/T 295.15
样品高度h/m
0.1518
H为计算值的
1.496×10-7 1.812×10-7 1.256×10-7
χm/(m3/mol)
H为高斯计测量值的
1.149×10-7 1.150×10-7 1.162×10-7
χm/(m3/mol)
3
4
H 为计算值的 μm /(J/T) 4.917×10-23 5.411×10-23 4.505×10-23
H 为高斯计测量值
μm /(J/T) 4.309×10-23
4.311×10-23
4.333×10-23
H 为计算值的n 4.39 4.91 3.96 H 为高斯计测量值的n
3.75
3.75
3.79
由上述计算结果可知，除了4.91偏差较大以外，计算所得的未成对电子数都在4左右，
若取整，可得硫酸亚铁未配对电子数为4。
误差来源分析：1）、励磁电流不能每一次都准确定位在某个确定的电流处，比如1A 只是 大约在1A 左右，所以每一次相同电流示数下的H 可能不同；2）、装样不紧密也会带来 误差，在推导公式
时用到密度，其影响表在h 中，装样不紧
密影响密度，通过密度影响h 。
进而影响磁化率；3）、电流改变速度太快，样品管在磁场中振动导致读取质量时产生误差；4）样品管不干净、不干燥。