大学物理课件 第十二章磁介质

第十二章 物质中的稳恒磁场 §12-1 磁介质及其分类
类比电介质中的电场，在介质均匀充满磁场的情况下， 介质对场有影响，总场是：
：由传导电流产生； ：由与介质有关的电流产生。
一. 磁介质的分类
定义：介质的相对磁导率
顺磁质
抗磁质
铁磁质
二. 磁介质的磁化 磁化强度 1. 分子电流 分子磁矩 磁偶极子 每个分子等效一个圆电流
§12-2 介质中的安培环路定理 磁场强度
一.有介质时的环路定理 如图所示，有一密绕的长直螺线管，通入电流为I， 管中充满磁化强度为M 的各向同性的均匀磁介质。
以r 为半径，L为高作圆柱体，对积分有贡献的只是 该柱体内的分子电流。设分子数密度是n ，则有：
实验表明：
二、磁场强度 称为磁场强度。 三者的关系
：轨道角动量对应的磁矩
：自旋角动量对应的磁矩
铁磁质
磁畴
2.磁化的微观解释
1) 顺磁质磁化
对顺磁质：
顺磁质 抗磁质ຫໍສະໝຸດ 无外场时，分子磁矩杂乱无章，对外不产生附 加磁场；加外场后，分子磁矩将受磁力矩而旋转， 趋于和外场一致，而对外产生一附加磁场使外场加 强。 2）抗磁质磁化 对抗磁质：
简化两个反向的分子电流，如图所示： 无外场时，对外不呈磁性；加外 场后，分子中每个电子将产生一 与外磁场反向的附加轨道磁矩， 从而使外场减弱。
证明如下：
a、
b、
无论何种情况，均使外场减弱。
3）铁磁质的磁化
对铁磁质内存在许多小区 域，每一区域 这样的区域称为磁畴。
无外场时，任一小区域内磁畴的磁矩杂乱无章， 对外不呈磁性；加外场后，磁畴的磁矩将受磁力矩 而旋转，趋于和外场一致，而对外产生一附加磁场 使外场大大加强。 二.磁化强度
磁化强度
磁化强度的单位是：安培每米（ A/m)。
一般：
各向同性的介质：
相对磁导率为：ur2 ，半径是R2 ，试求：H 、B 的分布；
(介质内外表面的磁化面电流的线密度)。
解：利用介质中的环路定理可得：
内容小节 一、介质的磁化机理 顺磁质的磁化 ：分子电流的磁矩转向； 抗磁质的磁化 ： 分子电流产生附加轨道磁矩 ； 铁磁质的磁化 ：磁畴的磁矩的转向。
二、介质中的安培环路定理
普遍
对各向同性的磁介质：
利用
解题的思路：
3.磁化电流 由于分子磁矩的取向一致，考虑到它们相对应的分子 电流 。 长直螺线管内部充满均 匀的各向同性介质，将 被均匀磁化，磁化后的 截面图如右，相当于一 个圆电流。
定义： 为磁化面电流线密度。
§12-3 铁磁质
一. 铁磁质的宏观性质
1.
可使原场大幅度增加
2. 与磁化历史有关 B-H 非线性
3. 磁滞现象 4. 居里温度
二.铁磁性起因 量子理论 磁畴
小结：
顺磁质的磁化 ：分子电流的磁矩转向； 抗磁质的磁化 ： 分子电流产生附加轨道磁矩 ； 铁磁质的磁化 ：磁畴的磁矩的转向。
例：如图所示，长直圆柱体半径是R1 ，均匀通有电 流I ，其相对磁导率为：ur1 ,外有一层均匀磁介质，