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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µm=iS

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

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围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M s在居里点T c发生磁性转变，T c以下为铁磁性，T c以上铁磁性消失。

二、简答题

27.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（H cb）和禀矫顽力（H cj）。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，我们称之为禀矫顽力。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。

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H d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。

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：

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出：根据安培环路定理可定义磁场强度H ： 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子的概念建立起来的。其中磁化强度M 被定义为：单位：Guass 。磁场

强度H 被定义为：单位：Oe 。引入磁感应强度B ，使之满足如下关系：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。

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0.1毫米，饱和磁环强度为u0Ms=2.1T,求

长轴和短轴方向的退磁场。

解:长轴/短轴=1/0.1=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=0.0203，又

Nx+Ny+Nz=1，所以Nx=Ny=0.48985.

=⨯d F Id l B 0μ=-B H M ()=∑i

i M ml =

F H m 4=+B H M π