磁性物理学教学大纲组织修制定

《磁性物理学》教学大纲

Magnetism in Physics

课程代码： M102105

总学时：（理论+实验）56+12 学分： 4 课程性质：专业方向课课程类别：必

修

先修课程：普通物理、理论物理、固体物理面向专业：应

用物理学

开课学科：凝聚态物理学开课二级学院：理

学院

执笔：崔玉建审校：焦

志伟

一、课程的地位与任务

本课程是应用物理专业的专业方向基础课。主要介绍磁现象和规律、磁性起

源及自发磁化理论、铁磁体内的能量、磁畴和技术磁化、铁磁物质在交变场作用

下的磁化特性、各种磁物理效应和磁性材料的应用。以此作为学习其它专业方向

课的基础。

二、课程主要内容与基本要求

第一章

1、熟练掌握各基本磁学量的物理概念及其相互关系；理解磁化曲线和磁滞回

线。

2、掌握磁体中静磁能的概念，理解退磁场的概念，理解简单几何形状磁体退

磁因子的计算方法；会进行磁滞回线的退磁修正。

3、了解磁路的简单概念。

实践环节：了解磁场、磁感应强度的测量方法。

第二章

1、理解洪特定则，会计算原子或离子的磁矩。

2、了解轨道角动量淬灭的条件。

3、了解晶体的能带理论对金属磁矩的解释。

第三章

1、掌握顺磁物质的基本物理特性，理解朗之万的经典和量子理论顺磁性理论；

2、掌握铁磁物质的基本物理特性，理解奈尔的铁磁学理论，理解居里温度与分子场系数的关系；理解海森堡铁磁学理论的基本概念；分子场系数、居里温度与交换积分常数的关系；物质出现铁磁与反铁磁的条件。了解贝斯统计理论和自旋波理论。

3、掌握反铁磁性和亚铁磁性的基本物理特性；理解分子场理论对反铁磁和亚铁磁性的唯象理论处理；理解超交换作用的基本概念。

4、掌握铁氧体的结构、磁矩和磁特性。

实践环节：了解铁氧体的制备方法和磁性的测量方法。

第四章

1、掌握常见的磁性材料的磁晶各向异性，掌握单轴晶体和立方晶体的各向异性能的计算；了解磁晶各向异性场的概念；了解产生磁晶各向异性的机理；了解磁性材料的其它几种各向异性；了解磁晶各向异性性能的测量方法。

2、掌握磁致伸缩的基本概念；掌握立方晶体的磁致伸缩公式；了解单轴晶体的磁致伸缩的公式；了解磁致伸缩的物理根源。

3、掌握磁弹性能的物理概念及几种简单情况下的计算方法；理解磁弹性能的物理意义。

第五章

1、理解铁磁体中的退磁能是形成磁畴的原动力；对磁畴、畴壁有清晰的物理概念。

2、理解畴壁形成原理，壁内原子磁矩取向规律以及畴壁的厚度和能量的简单计算。

3、了解各种类型的磁畴结构，掌握运用平衡条件求解磁畴结构的方法。

4、了解微粒、薄膜磁体的磁畴结构及其应用。

实践环节：磁畴的观察

第六章

1、理解磁化、反磁化过程，理解畴壁位移起始磁导率，转动磁化起始磁

导率和矫顽力的计算。

2、理解不可逆磁化过程的分析和反磁化过程的计算。

第七章

1、了解铁磁物质在交流磁场作用下的动态特性，掌握各种损耗的计算方法。

2、了解畴壁的动态方程和畴壁的自然共振，掌握，随频率ｆ变化的关系曲线。

第八章

1、掌握软磁铁氧体磁性材料的制备方法和测量方法。

2、掌握永磁铁氧体磁性材料的制备方法和测量方法。

实践环节：磁性材料的制备方法和测量。

第九章

1、了解铁磁体中磁阻效应、磁热效应、霍尔效应、磁光效应及其起源；

2、理解解磁性材料的使用范围和基本特点。

实践环节：了解磁阻效应、磁热效应、霍尔效应、磁光效应。

本课程要求完成课外习题20－30道。

三、课程教学学时安排

四、考核方法及成绩评定

1、考核类别：考试

2、考核形式：闭卷

3、成绩评定：百分制，平时成绩20％，期末考试成绩80％

五、推荐教材

《铁磁性物理》近用聪信（日）着，葛世慧译，兰州大学出版社；2002年7月。《磁学基础与磁性材料》，严密，彭晓领编着，浙江大学出版社，2006年4月。

六、主要参考书

1、Modern Magnetic Materials Principles and Applications，Robert C, O’handley, by John wiley＆Sons, Inc. 2000。

2、《磁性物理学》，宛德福编，电子工业出版社，1994年11月

3、《铁磁学》，北京大学物理系铁磁学编写组，1976年3月。