磁学试验-兰州大学物理系
兰州大学物理系考研参考书
《电动力学》郭硕鸿
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量子力学
高等数学（含微积分、积数、微分方程）
同 上
同 上
《高等数学》1、2册 四川大学出版社
070204
等离子体物理
普通物理（光学、电磁学、热学）
量子力学
电动力学
《光学》 郭永康 高教出版社
《热学》 秦允豪 高教出版社
《《电磁学》贾起民 高教出版社》
《量子力学》 文焕邦 四川科技出版社
《量子力学》 曾谨言卷1 科学出版社
《光学》 郭永康 高教出版社
080903
微电子与固体电子学
数学（一）
半导体物理
集成电路工艺基础
《半导体物理学》 刘恩科 国防工业出版社
《晶体管原理》
《微电子制造工程与技术》stephen 电子出版社
《VLSI设计基础》李伟 电子出版社
学科专业
代 码
学科专业
名 称
考试
科目
参考
书目
070221
应用电子物理
凝聚态物理
普通物理（光学、电磁学、热学）
量子力学
固体物理
同 上
同 上
《固体物理学》 顾秉林 清华大学出版社
《固体物理学》 黄 昆 高等教育出版社
《固体物理学》 卢栋 高教出版社
《固体物理学》 朱建国 科学出版社
070207
光 学
普通物理（光学、电磁学、热学）
量子力学
光学
同 上
同 上
《现代光学》（第二篇傅里叶光学、第三篇光学全系与信息处理） 王仕璠 电子科大出版社
《量子力学》 曾谨言卷1 科学出版社
热学-兰州大学物理学院
热学课程教学大纲一、课程说明课程名称：热学所属专业：物理学专业本科学生课程性质：大类平台课程学分：3分主要先修课程和后续课程：（1）先修课程：高等数学，力学。
（2）后续课程：热力学与统计物理，电磁学，原子物理学，固体物理。
课程简介、目标与任务：“普通物理学”课程是理科物理类专业的重要基础课，由力学、热学电磁学、光学和原子物理学这五个部分组成。
各个部分单独设课，“热学”是其中继“力学”后的第二门课程。
“普通物理学”课程的“目的是使学生系统地了解和掌握物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想“和方法，以及它们的实验基础；了解物理学的发展方向及物理学与其它自然科学和社会科学等的关系；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。
”“热学”课程在物理类专业一年级第二学期开设。
通过“热学”课程的学习，使学生认识物质热运动形态的特点、规律和研究方法，深刻地理解热运动的本质，较为系统地掌握热力学、气体动理论和物性学的基础知识，能独立解决今后学习中遇到的一般热学问题，为进一步学习电磁学、原子物理学、理论物理热力学和统计物理等后续课程打下良好的基础。
教材：《热学》（第二版），李椿等编，高等教育出版社，2008主要参考书：1. 《热学》（第二版）习题分析与解答，宋峰常树人编，高等教育出版社，20102. 《热学》（第二版）常树人编，南开大学出版社，20092.《热学教程》，包科达编，科学出版社，20073. 《热学》（第二版），张玉民编，科学出版社，20064.《新概念物理教程·热学》（第二版），赵凯华等编，高等教育出版社，20055.《普通物理学教程·热学》（第二版），秦允豪编，高等教育出版社，20046. 《热学》（第二版），李洪芳编，高等教育出版社，2001二、课程内容与安排绪论(1学时)第一节热学研究的对象和方法第二节热学发展简述主要内容:热学研究的对象热现象热运动热力学统计物理学气体动理学理论物性学热学研究的方法宏观量微观量宏观量与微观量的关系热学发展简史热学常用物理量的符号热学常用物理量的单位基本物理常量基本物理常量的国际推荐值物理量的数量级物质世界的层次分子的典型数据热学课程的特点【掌握】：热学研究的对象热运动热学研究的方法宏观量微观量宏观量与微观量的关系热学课程的特点【了解】：热学发展简史热学常用物理量的符号热学常用物理量的单位物理量的数量级分子的典型数据物质世界的层次【难点】：深入理解热学是适用于宏观和微观的普适理论宏观理论和微观理论的本质关系第一章温度（5学时）第一节平衡态状态参量第二节温度第三节气体的物态方程主要内容：平衡态热动平衡对平衡态的描述力学平衡热学平衡化学平衡相变平衡状态参量几何参量力学参量化学参量电磁参量热接触热平衡热动平衡的条件热力学第零定律温度及温标建立温标的要素水的冰点水的汽点水的三相点经验温标华氏温标摄氏温标理想气体温标热力学温标国际实用温标ITS-90 温度计液体温度计定体气体温度计定压气体温度计物态方程气体物态方程玻意耳定律阿伏伽德罗定律理想气体物态方程普适气体常量阿伏伽德罗常量玻尔兹曼常量洛施密特常量道尔顿分压定律混合理想气体的物态方程分体积定律平均摩尔质量体积分数压强分数摩尔质量分数质量分数物质的量分数混合理想气体的密度非理想气体物态方程范德瓦耳斯方程范德瓦耳斯气体昂内斯方程【重点掌握】：平衡态热动平衡热动平衡的条件热力学第零定律温度及温标的概念理想气体物态方程范德瓦耳斯方程【掌握】：对平衡态的描述力学平衡热学平衡化学平衡相变平衡状态参量几何参量力学参量化学参量热接触热平衡建立温标的要素水的冰点水的汽点水的三相点经验温标理想气体温标热力学温标玻意耳定律阿伏伽德罗定律普适气体常量阿伏伽德罗常量玻尔兹曼常量洛施密特常量道尔顿分压定律混合理想气体的物态方程【了解】：国际实用温标ITS-90华氏温标摄氏温标温度计液体温度计定体气体温度计定压气体温度计各种物态方程平均摩尔质量体积分数压强分数摩尔质量分数质量分数物质的量分数混合理想气体的密度非理想气体物态方程昂内斯方程【难点】：平衡态热动平衡温度及温标概念的建立物态方程的建立第二章气体分子动理论的基本概念（6学时）第一节物质的微观模型第二节理想气体的压强第三节温度的微观解释第四节分子力第五节范德瓦耳斯气体的压强主要内容：气体动理学理论的基本论点分子论点热运动论点分子力论点统计论点布朗运动的微观解释统计规律性与涨落现象偶然性与必然性的关系统计性假设平均值加权平均统计平均理想气体的微观模型理想气体压强公式的推导气体压强的微观解释用不同的简化模型推导理想气体压强公式理想气体分子平均平动动能与热力学温度的关系温度的微观解释对理想气体定律的推证阿伏伽德罗定律道尔顿分压定律分子间力伦纳德－琼斯模型短程力分子间力势能常用分子间力势能模型微观粒子的弹性碰撞模型分子有效直径分子直径与热力学温度的关系分子间力的平衡距离分子间斥力的有效作用距离分子间引力的有效作用距离分子间力的典型数据分子体积引起的修正分子间引力所引起的修正范德瓦耳斯常量b 范德瓦耳斯常量a范德瓦耳斯气体的压强范德瓦耳斯气体的压强与理想气体的压强范德瓦耳斯方程的适用范围范德瓦耳斯气体的摩尔体积【重点掌握】：气体动理学理论的基本论点理想气体的微观模型气体压强的微观解释温度的微观解释【掌握】：理想气体压强公式的推导用不同的简化模型推导理想气体压强公式理想气体分子平均平动动能与热力学温度的关系对理想气体定律的推证常用分子间力势能模型微观粒子的弹性碰撞模型分子有效直径的概念分子体积引起的修正分子间引力所引起的修正范德瓦耳斯气体的压强【了解】：布朗运动的微观解释分子间力来源分子直径与热力学温度的关系分子间力的平衡距离分子间斥力的有效作用距离分子间引力的有效作用距离分子间力的典型数据范德瓦耳斯常量b范德瓦耳斯常量a范德瓦耳斯方程的适用范围【一般了解】：偶然性与必然性的关系统计性假设算术平均几何平均加权平均统计平均范德瓦耳斯气体的压强与理想气体的压强用迭代法计算范德瓦耳斯气体的摩尔体积【难点】：各种简化模型的建立方式物体内分子之间的相互作用和分子的热运动决定其宏观性质理想气体压强公式的推导宏观量的微观本质第三章气体分子热运动速率和能量的统计分布（11学时）第一节气体分子的速率分布率第二节用分子射线实验验证麦克斯韦速度分布律第三节玻尔兹曼分布律重力场中微粒按高度的分布第四节能量按自由度均分定理主要内容：分布函数速率分布函数速率分布函数的归一化条件麦克斯韦速率分布律麦克斯韦速率分布曲线的特征麦克斯韦速率分布律的适用范围随机事件概率概率加法定理概率乘法定理概率分布函数气体分子的最概然速率麦克斯韦速率分布函数的约化形式用麦克斯韦速率分布函数求平均值气体分子的平均速率和方均速率用麦克斯韦速率分布函数求分子数误差函数的计算气体分子速率其他特征速率麦克斯韦速度分布律麦克斯韦速度分布曲线的特征麦克斯韦速度分布函数的约化形式速度空间麦克斯韦速度分布函数与麦克斯韦速率分布函数的关系麦克斯韦速度分布函数的定义域气体分子速度分量的最概然值、平均值和方均根值分子通量公式泻流分子束泻流存在的条件麦克斯韦发射分布麦克斯韦发射分布的约化形式麦克斯韦速率分布律的实验验证密勒和库士实验葛正权实验等温大气等温气压公式气压计和高度计玻尔兹曼分布律重力场中微拉按高度的分布阿伏伽德罗常量的测定大气标高大气粒子总数大气的温度结构标准大气负绝对温度自由度分子运动的自由度分子的平动自由度分子的转动自由度分子的振动自由度刚性分子和非刚性分子的自由度线形分子和非线形分子的自由度能量均分定理理想气体的内能理想气体热容的经典理论能量均分定理的应用限度量子理论对气体热容量的解释【重点掌握】：麦克斯韦速率分布律麦克斯韦速度分布律玻尔兹曼分布律能量均分定理【掌握】：麦克斯韦速率分布曲线的特征麦克斯韦速率分布律的适用范围气体分子的最概然速率用麦克斯韦速率分布函数求平均值、气体分子的平均速率和方均速率用麦克斯韦速率分布函数求分子数麦克斯韦速度分布曲线的特征分子通量公式等温大气等温气压公式重力场中微拉按高度的分布分子运动的自由度理想气体的内能理想气体热容的经典理论【了解】：分布函数随机事件概率概率加法定理概率乘法定理气体分子特征速率的量纲分析麦克斯韦速率分布函数的约化形式麦克斯韦发射分布麦克斯韦速率分布律的实验验证密勒和库士实验葛正权实验大气标高能量均分定理的应用限度量子理论对气体热容量的解释【一般了解】：误差函数的计算麦克斯韦发射分布的约化形式阿伏伽德罗常量的测定大气粒子总数大气总质量大气的温度结构大气的均质层标准大气负绝对温度【难点】：速率分布函数及分布函数的统计意义麦克斯韦速率及速度分布律函数的统计意义及应用玻尔兹曼分布律的统计意义及应用第四章气体内的输运过程（5学时）第一节气体分子的平均自由程第二节输运过程的宏观规律第三节输运过程的微观规律主要内容：气体分子的碰撞频率气体分子的碰撞截面气体分子的平均自由程气体分子的平均相对速率与平均速率的关系分子的自由程分布函数穿过指定截面的分子的平均自由程分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离黏性现象牛顿黏性定律黏度系数黏性现象的微观解释热传导现象傅里叶定律热导率热传导现象的微观解释热传导与电传导扩散现象菲克定律扩散系数扩散现象的微观解释黏度系数、热导率、扩散系数与压强的关系黏度系数、热导率、扩散系数与温度的关系黏度系数、热导率、扩散系数彼此之间的关系黏度系数、热导率、扩散系数的数量级低压下气体的黏性现象低压下气体的热传导现象容器对其内的低压气体分子的碰撞频率和平均自由程的限定估算分子有效直径的方法的比较分子热运动的典型数据【重点掌握】：气体分子的碰撞频率气体分子的碰撞截面气体分子的平均自由程黏性现象热传导现象扩散现象【掌握】：牛顿黏性定律及其微观解释傅里叶定律及其微观解释菲克定律及其微观解释低压下气体的黏性现象低压下气体的热传导现象容器对其内的低压气体分子的碰撞频率和平均自由程的限定【了解】：黏度系数、热导率、扩散系数与压强、温度的理论和实验比较黏度系数、热导率、扩散系数彼此之间的关系黏度系数、热导率、扩散系数的数量级估算分子有效直径的方法的比较分子热运动的典型数据【一般了解】：穿过指定截面的分子的平均自由程分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离的概念【难点】：气体分子的碰撞频率、气体分子的碰撞截面、气体分子的平均自由程的概念的建立分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离第五章热力学第一定律（10学时）第一节热力学过程第二节功第三节热量第四节热力学第一定律第五节热容焓第六节气体的内能焦耳-汤姆孙实验第七节热力学第一定律对理想气体的应用第八节循环过程和卡诺循环主要内容：热力学过程准静态过程非静态过程作功体积功作功的计算过程曲线示功图广义坐标广义位移广义力广义功绝热过程绝热功内能热量传热传热的计算热容量比热容摩尔热容焓作功与传热都是过程量作功与传热的等当性热力学第一定律能量守恒定律第一类永动机符号规定焦耳实验绝热自由膨胀过程等内能过程理想气体的内能焦耳－汤姆孙实验绝热节流膨胀过程等焓过程焦耳－汤姆孙效应焦耳－汤姆孙系数理想气体的焓反转温度理想气体的宏观定义迈耶关系热功当量的测定热力学第一定律对理想气体的应用等体过程等压过程等温过程绝热过程多方过程等热容过程直线过程理想气体绝热过程方程泊松公式循环热机的工作原理正循环的效率制冷机与热泵的工作原理逆循环的制冷系数符号规定卡诺热机卡诺循环理想气体卡诺循环的效率理想气体逆向卡诺循环的制冷系数奥托循环狄塞尔循环斯特林循环回热式循环热机与热泵的组合应用【重点掌握】：热力学过程准静态过程作功体积功作功的计算绝热功内能热量热容量比热容摩尔热容焓理想气体的宏观定义迈耶关系热力学第一定律对理想气体的应用循环热机的工作原理正循环的效率逆循环的制冷系数【掌握】：理想气体的内能理想气体绝热过程方程泊松公式【难点】：绝热过程多方过程第六章热力学第二定律（6学时）第一节热力学第二定律第二节热现象过程的不可逆性第三节热力学第二定律的统计意义第四节卡诺定理第五节热力学温标第六节应用卡诺定理的例子主要内容：热力学第二定律开尔文表述克劳修斯表述第二类永动机热力学第二定律的适用范围热力学第二定律两种表述的等效性可逆过程不可逆过程各种不可逆过程互相关联热力学第二定律的实质论证过程的不可逆性的方法不可逆过程的特点孤立系统宏观状态和微观状态气体自由膨胀的不可逆性热力学第二定律的统计意义卡诺定理可逆卡诺循环的效率不可逆卡诺循环的效率对于制冷机类似卡诺定理的结论卡诺定理的推广任意正循环的效率卡诺定理的应用热力学温标的引入热力学温标与理想气体温标和摄氏温标的关系内能随体积的改变与物态方程的关系定压摩尔热容与定体摩尔热容的关系【重点掌握】：热力学第二定律开尔文表述克劳修斯表述热力学第二定律两种表述的等效性可逆过程不可逆过程热力学第二定律的实质卡诺定理【掌握】：孤立系统宏观状态和微观状态气体自由膨胀的不可逆性热力学第二定律的统计意义【难点】：论证过程的不可逆性的方法不可逆过程的特点第七章固体（1学时）第一节晶体第二节晶体中粒子的结合力和结合能第三节晶体中粒子的热运动主要内容：物质的聚集态凝聚体固体液体气体晶体与非晶体单晶体和多晶体长程有序晶体中粒子的结合力晶体弹性的微观解释晶体中粒子的热运动热振动杜隆－珀蒂定律晶体热膨胀的微观解释晶体线膨胀率的计算非晶态固体过冷液体短程有序【重点掌握】：晶体中粒子的热运动热振动杜隆－珀蒂定律【掌握】：晶体与非晶体单晶体和多晶体晶体中粒子的结合力晶体弹性的微观解释晶体热膨胀的微观解释第八章液体（4学时）第一节液体的微观结构液晶第二节液体的彻体性质第三节液体的表面性质主要内容：液体与晶体和气体的比较液体的宏观特征液体的微观结构定居时间液体各向同性液晶外界因素对液晶的影响显示技术液体的表面性质表面张力表面层表面张力的微观解释表面张力系数影响表面张力系数的因素表面活性物质球形液面下的附加压强拉普拉斯公式柱形液面下的附加压强马鞍形液面下的附加压强接触角润湿和不润湿附着层附着力和内聚力润湿和不润湿的微观解释毛细现象毛细管【重点掌握】：液体的表面性质表面张力表面层表面张力的微观解释表面张力系数球形液面下的附加压强接触角毛细现象【掌握】：润湿和不润湿附着层附着力和内聚力润湿和不润湿的微观解释第九章相变（5学时）第一节单元系一级相变的普遍特征第二节气液相变第三节克拉珀龙方程第五节范德瓦耳斯等温线对比物态方程第六节固液相变第七节固气相变三相图主要内容：元单元系二元系多元系相相变一级相变单元系一级相变相变中体积的改变相变潜热内潜热和外潜热汽化蒸发气液等温相变饱和蒸气与液体平衡汽化曲线相平衡曲线饱和蒸气压影响饱和蒸气压的因素饱和蒸气压与液面曲率的关系凝结过冷蒸气亚稳态凝结核云雾的形成云室沸腾沸腾的条件过热液体亚稳态汽化核泡室暴沸临界等温线临界点临界态临界参量临界温度临界压强临界摩尔体积克劳修斯—克拉珀龙方程沸点与压强的关系正常沸点高压锅蒸气压方程由蒸气压方程求潜热沸点与海拔高度的关系兰州市区水的沸点熔点与压强的关系正常熔点范德瓦耳斯等温线亚稳平衡范德瓦耳斯气体的临界参量临界系数由临界参量确定范德瓦耳斯常量对应态对应态定律熔化凝固熔化曲线凝固时体积的改变升华凝华升华曲线升华与蒸发升华热与汽化热和熔化热的关系三相点相图三相图【重点掌握】：单元系一级相变相变中体积的改变相变潜热克劳修斯—克拉珀龙方程【掌握】：气液等温相变饱和蒸气与液体平衡汽化曲线相平衡曲线【难点】：临界等温线临界点临界态临界参量范德瓦耳斯等温线亚稳平衡制定人：蔡让岐毛延哲审定人：批准人：日期：。
兰州大学物理学一级学科第五批甘肃省重点学科简介 .doc
兰州大学物理学一级学科第五批甘肃省重点学科简介兰州大学2013年12月一学科简介早在五十年代中期，兰州大学物理学科就已开始了科学研究和研究生的培养工作，长期以来，该学科坚持理论与应用并重，在学科建设、科学研究、人才培养、服务社会方面发挥了积极作用。
兰州大学物理学科1998年获一级学科博士学位授权，是全国首批具有学士、硕士、博士授予权的学科。
设有理论物理，粒子物理与原子核物理，凝聚态物理，无线电物理4个二级学科博士点和原子与分子物理，光学等6个二级学科硕士点。
1985年由原国家教委批准设立物理学博士后流动站，2002年粒子物理与原子核物理被批准为国家重点学科。
1993年批准设立国家物理学基础科学研究和教学人才培养基地，2008年大学物理实验教学中心进入国家级实验教学示范中心建设行列，2009年物理学本科专业被批准为教育部高等学校特色专业建设点。
依托该学科点，1994年原国家教委在本学科建立了应用磁学部门开放实验室，2000年更名为“磁学与磁性材料教育部重点实验室”。
2001年成立“教育部中子应用技术工程研究中心”和“核科学与技术教育部网上合作研究中心”，2008年获批特殊功能材料与结构设计教育部重点实验室，2010年国家自然科学基金委批准设立“理论物理交流平台”。
本学科点是兰州大学“211工程”和“985工程”重点支持学科，近年来先后投入6000余万元，形成了以物理学一级学科为依托，链接材料科学与工程、核科学、微电子学与固体电子学等学科的学科群，成为兰州大学的重要支柱，是国内有影响力，国际上有一定知名度的学科。
学科点的发展过程中，以段一士、汪志诚、钱伯初、马中骐、杨正、李发伸、徐躬耦、王顺金先生等为代表的老一代物理学家在理论物理、磁学与磁性材料、原子核物理等专业的基础研究领域开展了许多开创性的工作，为学科点的发展奠定了坚实的基础。
目前，学科点现有教学科研人员140余人，教授和副教授90余人。
形成了以罗洪刚、刘翔、刘玉孝、黄亮等教授为代表的理论物理研究团队，以薛德胜、贺德衍、谢二庆、彭勇等教授为代表的凝聚态物理研究团队，以胡碧涛、陈熙萌、姚泽恩等教授为代表的粒子物理与原子核物理研究团队，以张晓萍、马义德、万毅等教授为代表的无线电物理研究团队。
兰州大学物理科学与技术学院本科大类招生培养专业分流方案
（3）在第 2 学期第 19 周-20 周，按照学生志愿进行专业分 流。当学生第一志愿填报情况未超出专业人数限制时，专业分 流工作小组不再做调整；若专业第一志愿人数超过上述限制， 则按照学生第一学年的学习成绩进行排序，择优录取。专业分 流 工 作 小 组 根 据 各 专 业 分 流 情 况 ，指 导 未 分 流 的 学 生 重 填 志 愿 ， 进行专业分流。
2 、本 规 定 自 公 布 之 日 起 实 施 ，未 尽 事 宜 ，由 学 院 专 业 分 流 工作小组负责解释。
附表一：
物理科学与技术学院 第一、二学期专业基础课程
课程 类别
A 类 课 程
B 类 课 程
课程名称
力学 A 电磁学 A 热学 高等数学 I（上） 高等数学 I（下） 线性代数 力学 B 电磁学 B 热学 高等数学 II（上） 高等数学 II（下） 线性代数与概率论
一、专业分流原则
（一）公开公平，科学合理。坚持“方案公开、条件公正、名单 公示”的工作制度。
（二）因材施教，分类培养。根据学术型、应用型、复合型不同 类型的人才培养目标，促进学生个性化成长和全面发展，保证各专业 持续稳定发展。
（三）结合实际，尊重选择。在教学资源条件保障的范围内，尊 重学生的专业选择意愿，依据学生综合成绩进行专业分流。
（1）在第 2 学期第 15 周前，学院成立专业分流工作小组， 各专业负责人上报本专业拟接收学生人数。按照学院目前各专 业布局以及教学资源的配备情况，原则上，除物理学基地班之 外，物理学专业人数不超过 60 人，微电子科学与工程专业人数 不超过 70 人，材料物理专业人数不超过 40 人、材料化学专业 人数不超过 40 人。
一、实验室名称,学科(领域),依托单位
一、实验室名称，学科（领域），依托单位实验室名称：磁学与磁性材料学科（领域）：凝聚态物理、材料物理与化学、核物理与核技术依托单位：兰州大学二、实验室工作纪要2003年度兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室（以下简称实验室）在教育部和兰州大学的大力支持下，实验室从人员数量和结构、设备更新和改造、科学研究与人才培养、管理与运行各个方面都取得了一定的成绩。
现总结如下（由于实验室成员2003年第四季度才完成调整，以下数据仅为实验室扩充前的数据）：1、科研项目2003年度申请到的科研项目一览表2003年度正在执行的科研项目一览表2、科研经费2003年度申请到的科研经费一览表2003年度到位经费一览表3、获奖成果2003年度获奖成果一览表4、发表的论文2003年度发表论文一览表5、获批专利2003年度获批专利一览表6、人才引进和研究生培养2003年度人才引进庞华兰州大学人才引进计划（优秀博士后）刘青芳兰州大学人才引进计划（优秀博士）2003年度研究生培养一览表博士研究生一览表硕士研究生一览表2003年度博士论文一览表2003年度硕士论文一览表研究生获奖一览表7、访问学者2003年度访问学者一览表8、学术委员会会议纪要2003年度学术委员会会议于2003年7月3日在兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室召开。
实验室学术委员会委员薛群基院士、陈学康研究员、伍虹高级工程师、王国华高级工程师、葛世慧教授、杨正教授、李发伸教授、郑小静教授、薛德胜教授参加了该次学术委员会会议，实验室副主任魏福林教授也列席了会议。
实验室主任薛德胜教授围绕实验室中期评估结果、实验室近一年的成果和实验室的下一步发展向委员作了具体的介绍。
（1）、2002年10月教育部组织专家对实验室进行了中期评估，评估结果为达标。
重点介绍了评估专家对实验室指出的不足“我们认为，虽然实验室的研究领域还需进一步拓宽，应用研究还有待进一步加强，国家级大项目相对较少，原创性重大成果少，但建立在这样的硬件环境上的研究队伍是具有较强的竞争能力与发展潜力的。
兰州大学自主招生物理笔试强基计划
兰州大学笔试【理科基础与能力】1、一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。
如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则[ ]A．ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势B．ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势C．ε＝πfl2B，且a点电势高于b点电势D．ε＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势2、如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。
许多质量为m带电量为＋q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。
不计重力，不计粒子间的相互影响。
下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中R＝mv/Bq。
哪个图是正确的3、为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得小时内杯中水上升了45mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s.据此估算该压强约为________Pa(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1000kg/m3)A、0.15B、0.54C、1.5D、5.44、如图所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h（l、h均为定值）．将A向B水平抛出的同时，B自由下落．A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则A．A、B在第一次落地前能否发生相碰，取决于A的初速度大小B．A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰C．A、B不可能运动到最高处相碰D．A、B一定能相碰5.如图所示，某人用绳通过定滑轮拉小船，设人匀速拉绳的速度为v0，绳某时刻与水平方向夹角为α，则船的运动性质及此时此刻小船水平速度v x为()A.船做变加速运动，v x＝B.船做变加速运动，v x＝v0cosαC.船做匀速直线运动，v x＝D.船做匀速直线运动，v x＝v0cosα6.质量为m 的物体放在水平桌面上，物体与水平桌面的动摩擦因数为μ，当用力F 水平拉物体时，物体仍保持静止，物体在水平方向受到的合力为（）A.0B.FC.F－μmg D.μmg：。
兰州大学强基计划培养方案 —— 物理专业
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磁性物质_磁性体_磁性材料_磁体_铁氧体_吴安国
名词术语磁性物质、磁性体、磁性材料、磁体；铁氧体吴安国（中国西南应用磁学研究所四川绵阳 621000）中图分类号：H03 文献标识码：E 文章编号：1001-3830(2002)02-0032-01这前四个词汇的意思相近，如果随便使用，往往引起误解。
现试做如下区分：“磁性物质”（magnetic substance）：泛指具有铁磁性或亚铁磁性的、所有天然的或人造的、无一定大小和形状的物质。
“磁性体”（magnetic body）：指有一定大小和形状的磁性物质。
“磁性材料”（magnetic material）：指有具体用途和具体磁性的、通常为人造的磁性体。
“磁体”（magnet）：特指具有硬磁性的磁性材料，即永磁体。
这些词汇的含义的涵盖范围逐渐减小。
我们日常所用的都在“磁性材料”这一层次或以下。
“铁氧体“（ferrite）：是由以三价铁离子为主要阳离子组分的若干种氧化物组成，并呈现亚铁磁性的磁性材料。
铁氧体又分为尖晶石（spinel）、石榴石（garnet）和磁铅石（magnetoplumbite）三种晶体类型。
这里需特别指出的是单独的铁氧体一词常特指最常见的尖晶石型铁氧体；铁氧体一词前冠以Mn-Zn（或Ni-Zn、Ni-Cu-Zn、Mn-Mg-Zn、Li等）和Ba（或Sr等）则分别表示尖晶石型和磁铅石型铁氧体；磁铅石型铁氧体又常称为六角晶铁氧体（hexaferrite）;石榴石型铁氧体则常简称为石榴石，如钇铁石榴石。
收稿日期：2001-02-26* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *氛、温度的均匀性和一致性等等，以更好地实现大规模集约化生产，进一步降低成本，增强竞争力，这一方面往往为国内的大多数企业所忽视。
兰州大学秋季学期所有学院教材
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动物生理学C 萃英学院 细胞生物学综合实验C 萃英学院 概率论与生物统计学C 萃英学院 生物信息学C 萃英学院 植物生理学C 萃英学院 萃英学院 电动力学 萃英学院 量子力学 萃英学院 光学实验 萃英学院 电磁学实验 萃英学院 英语口语 生物化学C 萃英学院 生物化学C 萃英学院 微生物学C 萃英学院 微生物学实验C 萃英学院 遗传学C 萃英学院 萃英学院 普通物理（2∕2） 萃英学院 光学 萃英学院 理论力学 萃英学院 数学物理方法 大气科学学院 环境影响评价 大气科学学院 空气污染预报 大气科学学院 物理气候学 大气科学学院 应用气象学 大气科学学院 环境影响评价 大气科学学院 空气污染预报 大气科学学院 物理气候学 大气科学学院 应用气象学 大气科学学院 环境影响评价 大气科学学院 空气污染预报 大气科学学院 物理气候学 大气科学学院 应用气象学 大气科学学院 大气物理学 FORTRAN语言 大气科学学院 地质科学与矿产资源学院 矿床学 地质科学与矿产资源学院 矿相学 地质科学与矿产资源学院 演化古生物学 地质科学与矿产资源学院 宝玉石学 地质科学与矿产资源学院 矿床学 地质科学与矿产资源学院 矿相学 地质科学与矿产资源学院 演化古生物学 地质科学与矿产资源学院 宝玉石学 地质科学与矿产资源学院 地球科学概论 地质科学与矿产资源学院 地球科学概论 地质科学与矿产资源学院 地球科学概论 第二临床医学院 急救护理学 第二临床医学院 儿科护理学 第二临床医学院 五官科护理学 第二临床医学院 妇产科护理学 第二临床医学院 精神病护理学 第二临床医学院 老年病护理学
第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 第一临床医学院 法学院 法学院 法学院 法学院 法学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 公共卫生学院 管理学院 核科学与技术学院 核科学与技术学院 核科学与技术学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院 化学化工学院
磁性材料书籍word版
【凝聚态物理学丛书】铁电体物理学【钟维烈】书名]：铁电体物理学[作者]：钟维烈[出版社]：科学出版社[关键词]：铁电体，电滞回线，自发极化。
[分类] ：理工学科类>>材料>>无机功能材料[版本]：1996年6月第一版[ISBN号] ：7-03-005033-9[定价]:60元[是否是扫描版] ：是【凝聚态物理学丛书】铁磁学上中下【戴道生,钱昆明;钟文定;廖绍彬】作者: 戴道生钱昆明分类: 理工学科类» 物理»固体物理内容简介:介绍了物质自发磁化产生的原因。
外斯的分子场模型、海森伯交换相互作用模型、巡游电子模型，以及自旋波理论。
是否是扫描版: 是出版社\出版日期: 科学出版社 1987年6月ISBN 号码: 7-03-002847-3/O. 533电磁场理论及应用【马西奎】[书名]:电磁场理论及应用[作者]：马西奎[出版社]:西安交通大学出版社[关键词]:电磁场；理论；计算[内容简介]：本书在宏观范围内阐述工程中所需要的电磁场与电磁波的基本理论和计算方法，并介绍基本理论在各方面的应用。
全书共10章，前5章为电磁场与电磁波的基本理论，后5章是电磁场中的数学物理方法。
每一章末有一定数量的习题，其中一部分为课程内容的补充，另一部分为正文的推广。
本书适合于作电工、电子类专业的研究生教材。
对于从事是民磁场理论及其工程应用的科技工作者和大学教师亦有参考价值。
[分类]: 理工学科类-物理 -光学电动ISBN书号：7560512399开本装帧：32开/平装/430页/0字技术磁学(套装上下册)(凝聚态物理学丛书)作者:钟文定•市场价：¥128.00•卓越价：¥102.40为您节省：25.60元(80折)•VIP 价：¥99.33 SVIP价：¥97.28全场购物免配送费！•现在有货，登录后根据您所在地址，商品的发货时间会有所不同。
吸波材料吸波机制及吸波剂性能优劣评价方法
专家论坛吸波材料吸波机制及吸波剂性能优劣评价方法王 涛，张峻铭，王 鹏，乔 亮，唐丽云，薛德胜，李发伸（兰州大学物理技术学院兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室，甘肃兰州 730000）摘 要：吸波材料已被广泛应用于民用领域的抗电磁干扰和国防领域的雷达波隐身。
吸波材料通常由吸收剂和粘接剂复合而成，其吸波性能由复合材料的电磁参数和吸波材料的厚度共同决定。
为了提高吸波材料的吸波性能，近年来不同类型的吸收剂，包括磁性铁氧体颗粒、磁性金属颗粒、碳材料、磁性颗粒/碳材料复合物得到广泛研究，但吸波材料在“薄、轻、宽、强”综合目标的实现上却进展不大，其主要原因是研究者在有关吸波材料的吸波机制及吸收剂性能优劣的评价标准上没有达成科学共识。
本文介绍了吸波材料随厚度变化的吸波特征，根据最近的实验和计算结果阐明了吸波材料的吸波机制，基于吸波机制提出了吸收剂性能优劣的评价方法。
期望通过对吸波材料吸波机制以及吸收剂性能优劣评价方法的讨论，促进吸波材料的研究和应用取得实质进展。
关键词：吸波材料；磁导率；介电常数；厚度；匹配；性能评价中图分类号：TM25 文献标识码：A 文章编号：1001-3830(06)-0007-07 The absorption mechanism of radar absorber andperformance evaluation criterion of absorbent WANG Tao, ZHANG Jun-ming, WANG Peng, QIAO Liang, TANG Li-yun, XUE De-sheng, LI Fa-shen Key Laboratory for Magnetism and Magnetic Materials of the Ministry of Education,Lanzhou University, Lanzhou 730000, ChinaAbstract: The absorbing technique has been applied in civil field for preventing electromagnetic interference among electric devices and in national defense for radar wave stealth. The absorbing material is usually composed of absorbent and adhesive. Its absorbing performance is determined by its electromagnetic parameters and thickness. In recent years, different types of absorbents, such as magnetic ferrite particles, magnetic metal particles, carbon material and magnetic particles/carbon compound have been reported to get an absorber with “thinness, lightness, width and strength”. However, the progress for this goal is hardly achieved. The reasons are that the researchers have not reached an agreement on the absorption mechanism of radar absorber and the performance evaluation criterion of absorbent. This paper firstly introduces the dependence of absorption characteristics on absorber thickness. Then, the absorption mechanism is described according to results of our recent experiments and calculations. Based on the absorbing mechanism, the criterion for evaluating the performance of an absorbent is presented. Through this work, we expect that the substantial progress of absorber research and application can be achieved in the future.Key words:absorption materials; permeability; permittivity; thickness; match; performance evaluation1 引言微波信息技术的快速发展和微波器件的广泛使用，使得电磁辐射和器件之间的电磁干扰问题越收稿日期：2016-06-08修回日期：2016-07-05基金项目：国家自然科学基金资助项目(11204115；11574122) 通讯作者：王 涛 E-mail：wtao@ 来越严重。
立足西部,建设高水平的国家物理学基础科学人才培养基地——兰州大学国家物理学基础科学人才培养基地建
范辐 射作用 明 显 ， 建设 成 果显 著 ．
１ 依 托 学 院 ， 持 科 学 的 基 地 建 设 指 导 思 坚
想， 准确 定 位 ， 立 能 够 满 足 基 础 性 、 究 确 研 型 人 才 培 养 需 求 的 发 展 思 路
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第 ７期
毕业 生 ， 成为立 足 西部 、 向全 国的培养 基础 科学 研 面 究与 教学 人才 的摇 篮 ， 进 了我 校 物理 学 科 的整体 促 建设与 发展 ， 为西 部 地 区建 设 高 水 平 的物 理 学 基 础
级 学 科 博 士 点 和 ５个二 级 学 科 博 士 点 ， ９个硕 士
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第 ２ ５卷第 ７期
２０ ０ ６年 ７月
大 学
物 理
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编者 按 ： 宣传推 广 国家物 理 学基础 科 学研 究与教 学人 才培 养基 地建设 的 经验 ， 于推进 高等 院校物理 基 对
物理 学基 地依托 的兰州 大学 物理 科学 与技 术学 院 ， 国务 院学 位 委 员 会 首 批 批 准 的具 有 学 士 、 是 硕
学科博 士点 和物 理 学 院雄 厚 的教 学 科 研 力量 、 多学 科优 势 ， 过“ 通 九五 ” 十 五” 间的 重点建 设 ， “ 期 办学条 件显 著改 善 ， 学质 量显 著提 高 ， 学 和科 研 队伍趋 教 教 于合 理 ， 具备 了较 高 的教 学 水平 和较 强 的 研 究 能 并
一、实验室简介
一、实验室简介1. 实验室概况磁学国家重点实验室是在1934年建立的中国科学院物理研究所近代磁学研究室的基础上逐步建立的，1951年正式组建成磁学实验室，1987年被批准为中国科学院磁学开放实验室，1990年经科技部和中国科学院批准成为磁学国家重点实验室。
磁学国家重点实验室以磁性物理的基础研究为导向，以具有重大应用背景的磁性材料为对象，开展物质的基本磁性、磁输运和宏观量子效应以及磁、电、热、光等效应研究，探讨电子结构、表面和界面效应与宏观磁性的内在联系，探索新的磁性材料和新的人工纳米结构材料与器件。
推动国内外磁学界的合作与交流，培养磁学研究和磁性材料与器件研发等方面人才。
2011年磁学国家重点实验室设有六个课题组，研究内容分别为：自旋电子学材料、物理和器件；磁性金属氧化物/化合物量子序调控及相关效应研究；磁性纳米结构与飞秒磁性；新型磁性功能材料的探索和研究；多铁性材料与多场耦合效应；磁性金属薄膜的人工自旋结构调控，实验室自建设以来在稀土永磁材料、氧化物CMR材料、磁相变材料、磁性纳米结构与自旋电子学、磁热效应等方面的研究中取得了出色的成绩，得到了一些国际上开创性和有影响的研究成果。
磁学国家重点实验室拥有一支优秀的研究队伍，现有中科院院士2人，研究员9人。
研究人员中1人获香港求是科技基金会杰出青年学者奖，一个国家杰出青年基金创新团队，4人获国家杰出青年科学基金，3人获得国家杰出青年海外科学基金，5人获中科院“百人计划”。
实验室涌现出十多位学术思想活跃、具有创新精神的中青年学术带头人和科研骨干，他们锐意进取，为实验室带来了新的生机。
磁学国家重点实验室目前拥有目前国际上先进的磁性薄膜制备、磁性测量和磁畴结构表征设备,包括磁性金属薄膜生长/超高真空变温SPM联合系统，激光分子束外延系统，大型磁控溅射设备，脉冲激光沉积系统，浮区熔炼单晶生长炉，提拉法单晶生长炉，快速冷凝设备，磁力显微镜、原子力显微镜，多功能磁性测量系统，超导量子磁强计，低温强磁场穆斯堡尔谱仪和电子自旋共振波谱仪等。
电动力学-兰州大学物理系
电动力学课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：电动力学所属专业：理学专业课程性质：基础课学分：4（二）课程简介、目标与任务；电动力学是宏观电磁现象的经典理论，是研究电磁场的基本属性、运动规律以及它与带电物质之间相互作用的一门重要基础理论课。
电动力学是物理学科的一门重要基础理论课，是物理学的“四大力学”之一。
基本目标：1. 掌握处理电磁问题的一般理论和方法2. 学会狭义相对论的理论和方法学习目的与要求：1. 通过学习电磁运动的基本规律，加深对电磁场基本性质的理解；2. 通过学习狭义相对论理论了解相对论的时空观及有关的基本理论；3. 获得在本门课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力；4. 为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。
为了达到以上目的和要求，在教材内容和课程设置中应注意以下问题：1. 由于本课程是理论物理课程的一部份，因而在要注意与研究生课程的衔接，尽量使这二者有机结合。
介绍麦克斯韦方程组的相对论形式时，本课程主要介绍物理量和方程如何从三维过渡到四维空间的表述形式。
结合科研工作，我们将从更深知识层次的广义相对论、微分几何角度来阐述狭义相对论时空观和Maxwell方程组的四维张量表述。
2. 详细阐述如何把学过的数理方程知识用于解决实际物理问题，即求解一定边界条件下静电势和磁矢势所满足的偏微分方程，达到提高学生分析和解决问题的能力。
3. 在电动力学课程中，讨论了如何从经典物理过度到相对论物理，因此，在介绍这些内容时要从相对论时空观上加以阐述，以使学生真正掌握狭义相对论的物理精髓，达到培养学生抽象思维的目的。
4. 适当介绍一些与课程相关的科研前沿知识，如A-B效应，超导体的磁通量子化，超颖材料（隐身材料），高维时空中的电磁理论（库伦定律），电磁与引力的统一（Kaluza-Klein理论），额外维与膜世界理论等以开阔学生的眼界。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；先修课程：高等数学矢量分析、数学物理方法、电磁学关系：其中高等数学矢量分析和数学物理方法是电动力学的数学基础，电磁学是电动力学的物理基础，电动力学在电磁学的基础上系统阐述电磁场的基本理论，并进一步在狭义相对论框架下讲述电磁场的四维协变规律。
电针针刺委中穴和大肠俞穴fMRI下任务态脑疼痛中枢和默认网络的改变论文
道头 线 圈。 （ ２ ） 华 佗 牌 银 质 针 灸 针 （ 含 银 ８５％、 相的 ＧＬＭ 模型得到显著负激活区域。
０．３５ ×５０ ｍｍ）。（３） 中国南京济生医疗科技 韩氏 Ｒ ＨＡＮＳ－２００Ａ 电针仪（编码 ＹＺＢ ／苏 ００４９－２００８）。
结果
２．针灸操作：（１）参照《腧穴名称与定位》 （ ＧＢ ／
（２３ ±３）岁，体重（６０ ±４） ｋｇ。
旋转。 采用 ＦＳＬ 软件（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｍｒｉｂ．ｏｘ．ａｃ．ｕｋ ／）
２．纳入标准：无头部外伤史；２ 周内未使用解热 数据预处理分析。 主要步骤： （１ ） 结构像去头皮；
镇痛、安眠、激素类药物；焦虑自评量表（ ＳＡＳ） 及抑 （２）头动校正；（３） 分层时间校正；（４） 空间平滑处
痛、肠炎、便秘等病证［２］ 。 本试验基于 ｆＭＲＩ 技术， 均场校准。 结构像采集 ＡＸ ３Ｄ－ＢＲＡＶＯ 序列，自延
电针刺激健康人大肠俞和委中穴，探索其相应脑区 髓至颅顶，层厚 １．２ ｍｍ，回波时间 ＴＥ ＝３．０ ｍｓ，重
功能改变。
复时间 ＴＲ ＝７．８ ｍｓ，翻转角 １２°，矩阵 ２５６ ×２５６，视
ＤＯＩ：１０．３７６０ ／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．０３７６－２４９１．２０１６．０７．００８ 作者单位：７３００５０ 兰州，甘肃省中医院放射影像科（ 周晟、曹红霞、贾润慧、温玉蓉、陈晓飞） ，针灸科（ 金钰钧） ； 兰州大学物理学院生物物理系（ 俞连春） 通信作者：周晟，Ｅｍａｉｌ：ｌｚｚｓ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
（２０１５－０６５－０１），于 ２０１５ 年 １ 至 ２ 月从医院职工及 ９６ ×９６，视野 ２４０ ｍｍ ×２４０ ｍｍ，ＮＥＸ ＝１．０，采集时
学生中招募健康志愿者，经知情同意，纳入被试 ２０ 间 ９００ ｓ。
Stoner-Wohlfarth模型的磁滞回线特征量分析
Stoner-Wohlfarth模型的磁滞回线特征量分析薛德胜;缪宇【摘要】针对磁化强度的一致转动:Stoner-Wohlfarth模型,在磁滞回线不能严格求解的现实情况下,我们获得了描述磁滞回线的特征量:剩磁、矫顽力、饱和场的严格解.依据磁化强度一致转动过程的分析,我们提出了剩磁、矫顽力、饱和场这3个特征量的确定条件,并得到以上磁性材料的技术磁化特征量与材料内禀参量饱和磁化强度和各向异性等效场的关系.同时,我们利用磁滞回线在3个特殊角度下的严格解和一般情况下的数值解验证了以上特征量关系的正确性.本研究结果对于判断磁性材料的磁化反磁化过程和深入理解一致转动过程具有重要参考意义.【期刊名称】《大学物理》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】4页(P7-10)【关键词】Stoner-Wohlfarth模型;剩磁;矫顽力;饱和场【作者】薛德胜;缪宇【作者单位】兰州大学物理科学与技术学院,甘肃兰州 730000;兰州大学物理科学与技术学院,甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】O469Stoner-Wohlfarth(S-W)模型作为描述磁化反磁化的3个基本模型之一，用来描述磁化强度转动的过程[1]. 它不仅广泛应用于外加直流磁场下磁化强度在磁化反磁化过程中稳定位置的确定，而且还普遍用于外加微波磁场下磁化强度进动过程的描述. 因此，它早已成为大学生专业基础课“铁磁学”中必须讲解的一个基本模型[2]. 人们为了深刻理解磁性材料的直流磁性宏观特征：磁滞回线，探寻磁滞回线表现出的剩磁、矫顽力、饱和场等技术磁化特征量与材料自身饱和磁化强度和各向异性等效场等内禀参量的关系，必然涉及材料的畴分布构型和每个畴的具体磁化反磁化过程. 实验中也有对磁畴的观察[3]. 而S-W模型是提取了其中的一个畴，并假设该单畴颗粒的磁化强度为一致转动过程.尽管如此，S-W模型的解依然是一个极具挑战的问题.1 Stoner-Wohlfarth模型的描述众所周知，即使我们选取最简单的单畴球形颗粒(如图1所示)，而且假设其各向异性具有最简单的形式，也很难得到S-W模型磁滞回线的简单解析表达式. 在外加直流场H作用下，该体系的总自由能密度为(1)图1 单畴球形颗粒系统磁性参量示意图其中，K为各向异性常数，θ为易轴与磁场间的夹角，α为磁化强度与磁场间的夹角，μ0为真空磁导率，Ms为饱和磁化强度. 特别注意的是易轴(e.a.)有两个方向，此处的易轴是指材料自身各向异性实际作用磁化强度的易轴方向. 磁化强度的稳定位置，可以由自由能极小确定，即=-Ksin2θ-α+μ0MsHsin α=0(2)=2Kcos2θ-α+μ0MsHcos α>0(3)可见，对于一定的外加磁场(H和θ是确定的)，如果我们得到了磁化强度的稳定位置α，就可以得到磁滞回线，即M～H. 其中，M为饱和磁化强度在起始的饱和磁化磁化方向的投影(4)由式(2)和式(3)可以看到，对于给定的θ值，无法写出任意磁场下α随H变化的简单函数关系，只能数值求解[4-6]. 因此，教科书上多数采用θ=0°和90°下的特例定性说明磁化反磁化的过程以及内禀量与技术磁化特征量的定性关系[7]. 在文献中有的将式(2)变成1个一元四次方程，但最后的解析解过于复杂，无法实际利用[8,9]. 能否在无法求解任意方向磁滞回线的情况下，构建磁滞回线的技术磁化特征量与磁性材料内禀量的关系，不仅是一个具有挑战性的问题，而且对于学生理解磁化反磁化过程具有重要的意义.为此，我们依据磁化强度稳定条件：同时满足式(2)和式(3)，通过分析剩磁、矫顽力、饱和场等技术磁化特征量应该反映的过程，判断确定以上技术磁化特征量的条件. 进而由式(2)和式(3)提取特征量与内禀量的关系，并通过θ=0°、45°、90°三种特殊情况以及数值计算结果验证以上确定的关系的正确性.2 技术磁化特征量分析图2给出了θ=0°、45°、90°严格解的磁滞回线，以及θ=22.5°和67.5°情况下的磁滞回线的数值计算结果. 可见，磁滞回线形式上反映了磁化强度在起始饱和磁化方向上的投影随外场的变化，本质上反映了磁化强度随外加直流磁场的变化关系. 也就是说，只要确定了剩磁、矫顽力和饱和场这3个特殊点的位置，也就确定了磁滞回线的大体形状. 反过来说，这3个技术磁化特征量的大小不仅反映了磁性材料的磁化反磁化的过程，而且还可以由此确定材料的内禀磁性参量. 为了获得以上3个技术特征量的严格解，我们以下逐一分析讨论.2.1 剩磁Mr实验上，剩磁Mr定义为外加直流磁场由饱和磁化降为零时，磁化强度在饱和磁化方向上的投影. 在饱和磁化的过程中，随磁场的逐渐增加，磁场引入的塞曼能增加(θ-α增加)，意味着样品的磁化强度逐渐趋近饱和磁场方向. 从其反过程看，当磁场由饱和磁化降低时，塞曼能逐渐减小，样品自身的磁各向异性能也减小(θ-α减小)，意味着磁化强度逐渐趋近并稳定在易磁化方向上. 因此，从物理上看，S-W模型的剩磁对应于稳定在易轴上的磁化强度在起始饱和磁化方向上的投影(如图3所示). 此时，θ&α≤90°. 利用H=0，由式(2)满足sin2(θ-α)=0，得到图2 S-W模型在θ=0°、22.5°、45°、67.5°和90°情况下的磁滞回线α=θ(5)此时，对应的剩磁与角度关系(如图3所示)满足Mr=Mscos θ(6)实验上也得出了类似的结果[10]. 由此可见，如果磁化强度的转动满足一致转动，1) 只要确定了易轴方向，对于任意的饱和场方向，θ已知，可由剩磁大小可以定出饱和磁化强度的大小；2) 假设材料的饱和磁化强度Ms已知，由剩磁可以定出材料的易轴方向，即θ的大小. 当然，如果Ms和θ已知，但材料的剩磁不满足上式，则磁化反磁化过程中材料的磁化强度运动不满足一致转动，也就是说不能用S-W 模型来描述.图3 S-W模型不同角度下的剩磁2.2 矫顽力实验上，矫顽力Hc定义磁化强度为零的点对应的磁场强度. 从图2给出的具体反磁化过程看，矫顽力的实际表现有两种形式. 一是与跳变场(Switching field)相对应，如θ=67.5°的磁滞回线情况. 此时，不存在磁化强度为零的稳定点. 二是对应于磁化强度为零的点，如θ=22.5°的磁滞回线情况. 此时，矫顽力发生在跳变点之前. 为了从物理上看清楚为什么存在着两种情况，以便于写出不同方向反磁化时的矫顽力形式，我们需要分析在反磁化过程中，磁化强度由稳定到不稳定的临界条件：(7)(8)其中，h=H/HK，HK=2K/μ0Ms为单轴各向异性等效场. 利用以上两式，可以求出临界点对应的外场，即跳变场hs=(sin2/3θ+cos2/3θ)-3/2(9)其特点是一条星形线(如图4插图所示)，即可见，跳变场是以θ=45°为对称轴的曲线，θ=0°和90°时为最大值1，而θ=45°时为最小值1/2. 说明θ=45°有可能对应于区分矫顽力表现的临界点.为了理清矫顽力与跳变场的关系，我们分析了不同角度下数值计算的磁滞回线矫顽力，至少矫顽力与跳变场并不是一一对应. 当θ≤45°时，矫顽力与跳变场相等. 随着θ=0°→45°的增加，矫顽力和跳变场由1减小到1/2. 当θ>45°时，矫顽力小于跳变场. 随着θ=45°→90°的增加，矫顽力由1/2减小到0，而跳变场由1/2增加1. 此时，将α=90°代入式(7)，直接得到矫顽力为说明45°是矫顽力与跳变场分开的临界点. 可见，体系的矫顽力满足(10)其计算结果如图4所示. 这与文献模拟的结果保持一致[10].图4 S-W模型不同角度下的矫顽场，插图为跳变场2.3 饱和场实际测量时，人们通常在一个大的磁场下(饱和场)测量磁化强度来表征饱和磁化强度. 然而，从图2的计算结果可以看到，除了θ=0°和90°，其他情况很难饱和磁化. 饱和场多大测得的磁化强度才能接近于饱和磁化强度就是一个问题. 从物理上来讲，磁化强度越趋近于磁场方向，测量的越准. 为此，我们假设α为小量，则由式(7)看可以得到磁场与θ角的近似关系(11)可见，同样的角度α下，θ=45°对应最大的饱和场.也就是说，如果θ=45°能够近似认为饱和磁化的话，其它情况会更准确. 因此，我们以θ=45°为例，讨论饱和场的大小应为多大. 此时，式(7)变为cos 2α-hsin α=0(12)解得(13)约化磁化强度M/Ms投影cos α与约化外磁场H/HK的关系如图5所示. 这一结果在实验上也有反映[13]. 可见，当h>1.3时，M表示Ms的误差不超过5%；当h>3.5时，M表示Ms的误差不超过1%. 可见，饱和磁场可以定义为各向异性等效场的3.5倍.图5 约化磁化强度M/Ms随约化外加磁场H/HK变化3 结论在S-W模型不可解的情况下，我们严格求解了描述磁滞回线的3个重要的技术磁化物理量：剩磁、矫顽力和饱和场，并讨论了它们反映的具体磁化强度物理过程. 它们的讨论，不仅可以深化对磁化强度磁化反磁化过程的理解，更重要的是建立了这些技术磁化特征量与材料内禀参量的关系. 这些结果对于理解磁性材料技术磁性的物理本质具有参考价值.【相关文献】[1] Wohlfarth E P. A mechanism of magnetic hysteresis in heterogeneous alloys [J]. Phil Trans R Soc Lond. A, 1948, 240(826): 599-642.[2] 钟文定. 铁磁学 (中册) [M]. 北京: 科学出版牡, 1987.[3] 吴志贤, 路权. 磁畴和畴壁的实验演示[J]. 大学物理, 1996, 15(12): 33-34.[4] Pfeiffer H. Determination of anisotropy field distribution in particle assemblies taking into account thermal fluctuations[J]. Physica Status Solidi (a), 1990, 118(1): 295-306.[5] Aharoni A. Introduction to the Theory of Ferromagnetism [M]. Clarendon Press, 2000.[6] Tannous C, Gieraltowski J. The Stoner-Wohlfarth model of ferromagnetism [J]. European Journal of Physics, 2008, 29(3): 475.[7] Jiles D. Introduction to magnetism and magnetic materials [M]. CRC press, 2015.[8] Wood R. Exact solution for a Stoner-Wohlfarth particle in an applied field and a new approximation for the energy barrier [J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2009, 45(1): 100-103.[9] Fal T J, Mercer J I, Leblanc M D, et al. Kinetic Monte Carlo approach to modeling thermal decay in perpendicular recording media [J]. Physical Review B, 2013, 87(6): 064405.[10] Lavin R,Denardin J C, Escrig J, et al. Angular dependence of magnetic properties in Ni nanowire arrays[J]. Journal of Applied Physics, 2009, 106(10): 103903.[11] Xu W J, Duan N N, Wang S H, et al. Modeling the stress dependence of magnetic hysteresis based on Stoner-Wohlfarth theory [C]. Applied Superconductivity and Electromagnetic Devices (ASEMD), 2015 IEEE International Conference. IEEE, 2015: 378-379.[12] Petrila I, Stancu A. Analytical vector generalization of the classical Stoner-Wohlfarth hysteron [J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2011, 23(7): 076002.[13] Kumar G,Kerschl P, Rößler U K, et al. High-field magnetization and coercivity of hard magnetic mold-cast Nd 80 Fe 20[J]. Journal of applied physics, 2006, 99(8): 083904.。
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磁学实验课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；
课程名称: 磁学实验
所属专业:凝聚态物理,磁学
课程性质：专业课,必修
学分：4
（二）课程简介、目标与任务
描述材料的磁特性参数有许多，内禀性质方面主要有饱和磁化强度(Ms)、居里温度(Tc)、磁晶各向异性常数(K)、磁致伸缩系数(λ)、电阻率（ρ）以及密度(d)等。
响应磁特性方面主要有磁导率（μ）、矫顽力（Hc）、剩磁(Br)、以及磁损耗（W）等。
根据铁磁学的教学内容和现有的实验条件，本课程针对磁性材料如下方面进行测试与分析：（1）磁畴结构的观测
（2）各种磁性材料静态磁特性的测量
（3）各种磁性材料的交流磁特性的测量
（4）磁性材料的各种效应：磁电阻效应、磁滞伸缩、铁磁共振与各向异性等测量（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；
先修课程《铁磁学》与《磁性测量》。
《磁学实验》是《铁磁学》与《磁性测量》对应的配套实验，它需要《铁磁学》与《磁性测量》相关的理论知识，才能在此基础上进行实验。
（四）教材与主要参考书。
教材: 自编《磁学实验》，吴东平编， 2015。
参考书：1、《铁磁学》上中下三册，戴道生、钟文定等编著科学出版社，2000。
2、《物性测量原理与测试分析方法》，李培森，兰州大学出版社，1994。
二、课程内容与安排
实验一、磁畴的显示与测量
实验目的
1．借助透射偏光显微镜和一定的直流和脉冲偏磁场系统观察静止或运动的色彩美丽的磁泡畴。
2．通过观察石榴石单晶磁泡薄膜的条状迷宫畴或正常磁泡群，观察条畴和磁泡从收缩直至缩灭的磁化过程，测量磁泡薄膜的静态特性参数和动态特性参数，了解磁化过程的基本机理。
3．通过改变实验参数，确定出现辐射状畴，单枝花畴，多枝花畴等各畴状态的临界条件，理解微磁结构的出现是由铁磁体的能量所决定的，从而理解现实的稳定状态是能量极小的状态。
实验仪器：
BH-1型磁畴显示和测量装置
“BH-1型磁畴显示和测量装置”由氙灯光源，脉冲发生器，透射偏光显微镜和Helmholtz 线圈组，电脑和磁泡畴显示器，控制器，及石榴石单晶磁泡薄膜样品及样品架六个主要部分组成。
实验二、软磁材料磁特性的测量
实验目的
1、认识软磁材料的磁化规律。
2、测定样品的磁化曲线和磁致回线。
3、测定样品的C H 、r B 、S B 等参数。
4、掌握软磁材料静磁特性的测量方法。
实验仪器
本实验采用NIM-2000S 软磁材料直流磁性能自动测量系统进行测量。
适用于软磁材料(如软磁铁氧体、铁镍合金、铁铝合金、硅钢片等)直流磁特性的测量。
实验三、硬磁材料磁特性的测量
实验目的
1．掌握硬磁材料磁特性测量的基本方法。
2．理解测量Br ，Hc ，(BH)max 的方法。
3．加深对硬磁材料磁特性的理解。
实验仪器
NIM-2000HF是一种全微机自动控制用于稀土永磁磁性能标准检测装置。
测量采用电磁铁磁化样品并实现准静态扫描法, 这对永磁材料磁性能的测量是非常重要也是必须的, 目的是在测量过程中通过缓慢增加磁化电流使磁通变化量dΦ/dt 为一常量, 从而避免测量过程中产生涡流以及产生磁场和磁极化强度之间的相角。
本测量装置采用数据采集技术, 测量出材料的磁滞回线, 然后从定义出发计算出所有磁性参数, 获得很高重复性和准确性。
实验四、磁电阻效应
实验目的
1．初步了解磁电阻的概念。
2．掌握磁电阻的初步测量方法。
实验仪器
本实验仪主要有电磁铁、四探针样品架、数字毫特斯拉计、大功率恒流磁场电源、精密恒流电源、数字电压表等组成。
实验五、多晶铁氧体磁致伸缩的研究
实验目的
1. 了解电桥法测量多晶铁磁体磁致伸缩系数的测量原理。
2. 理解磁致伸缩系数λ与磁化场H之间的关系。
实验仪器
本实验电阻的测量是通过非平衡电桥来测量的，用（120*17*5毫米）的条形Ni块作为测量样品。
实验六、转矩法测量磁各向异性常数
实验目的
1．理解转矩法测量磁性材料各向异性常数的基本原理
2．测量磁性材料的转矩曲线并计算磁各向异性常数
实验仪器
转矩仪磁各向异性测量系统
实验七、铁磁共振
实验目的
１．观察铁磁材料的共振现象；
２．测量微波铁氧体的铁磁共振线宽ΔH；
３．测量微波铁氧体的朗德因子ｇ值；
４．培养学生掌握微波实验系统的调试和测试方法；
实验仪器：
微波铁磁共振实验系统
实验八、亥姆霍茨线圈磁场的测量
实验目的
1、掌握磁场测量原理及如何用集成霍尔传感器测量磁场的方法；
2、了解亥姆霍兹线圈产生磁场的特性。
实验仪器
实验装置亥姆霍兹线圈实验平台、高灵敏度特斯拉计、直流稳压电源和毫安表组成。
实验九、功率铁氧体损耗特性的测量
实验目的
1．掌握功率铁氧体损耗特性测试方法
2．对功率铁氧体高频特性进行测量，确定其损耗特性及振幅磁导率随磁通密度的变化。
实验仪器
该实验由JP8500宽频功率函数发生器和JP2581宽频功率测量仪组成。
用于测试磁性材料及器件功耗，分析磁性器件的基本特性。
实验十、利用爱普斯坦方圈测量硅钢片工频下的损耗
实验目的
1．理解磁性材料损耗的概念。
2．掌握硅钢片交流损耗的测量方法。
实验仪器
本实验采用标准爱普斯坦方圈、交流电流表、电压表和瓦特计组成。
实验十一、铁磁材料交流磁滞回线的测量
实验目的
1.认识铁磁物质的磁化规律。
2.测定样品不同频率下的基本磁化曲线。
3.测量样品不同频率下的Hc，Br，Hm，Bm等参数。
实验仪器：
本实验由交流磁滞回线测量仪与计算机自动测试系统组成。
制定人：吴东平
审定人：
批准人：
日期：2016.6.24。