铁磁学教学大纲

铁磁学课程教学大纲

Ferromagnetism

课程性质：专业选修课

适用专业：物理学专业

先修课程：基础物理、量子力学I

后续课程：磁存贮材料与技术

总学分： 3学分其中实验学分： 0

教学目的与要求：

铁磁学是学生深入研究现代磁性材料的学科基础。本课程讲授物质磁性的起源、物质磁性的分类、各种磁性的磁学理论、并介绍一些与磁学相关的科研。通过本课程的学习，使学生对磁学的客观规律有深刻的认识,为进一步学习磁性材料课程和从事磁学研究打下坚实基础。

第一章物质磁性的起源及分类（10）

§1.1 原子的壳层结构

§1.2 原子的磁矩

§1.3 洪德法则

§1.4 主要的磁性元素

§1.5 晶场作用和轨道角动量冻结

§1.6 物质磁性的分类

说明：1了解物质磁性的起源及分类

2掌握原子磁矩的计算（重点）

3了解晶场作用和轨道角动量冻结（难点）

第二章物质的抗磁性和顺磁性（8）

§2.1 局域电子的抗磁性

§2.2 自由电子的抗磁性

§2.3 顺磁性的分类

§2.4 朗之万顺磁理论

§2.5 自由电子的顺磁性

§2.6 抗磁和顺磁的量子理论

说明：1了解局域电子和自由电子对磁性的贡献

2掌握抗磁和顺磁磁化率的理论计算（重点）

3理解抗磁和顺磁的量子理论（难点）

第三章自发磁化的分子场理论（10）

§3.1 自发磁化的一些实验现象

§3.2 外斯分子场理论（铁磁）

§3.3 奈尔定域分子场理论（反铁磁）

§3.4 亚铁磁的定域分子场理论

说明：1理解自发磁化和分子场理论的相关概念

2掌握自发磁化和磁化率的计算（难点、重点）

第四章自发磁化的交换作用理论（8）

§4.1 氢分子

§4.2 海森堡直接交换作用

§4.4 安德森超交换作用

§4.5 RKKY交换作用

说明：1理解交换作用的来源及本质（难点）

2 掌握三种交换作用的物理图像和相关计算（重点）

第五章自旋动力学方法（6）

§5.1 磁性系统的哈密顿量

§5.2 有效磁场

§5.3 LLG方程

§5.4 自旋动力学模拟过程

说明：1 理解哈密顿量中各项的物理含义及其对平衡态的要求（难点）2掌握有效磁场的计算

3 理解并掌握自旋动力学模拟方法（重点）

第六章自旋波理论（6）

§6.1 自旋波能量

§6.2 铁磁性的统计理论

§6.3 H-P变换

§6.4 不同晶格的结构因子

说明：1 掌握结构因子和自旋波能普的计算（难点、重点）

2 理解铁磁性的统计理论

参考书：1、《铁磁学》戴道生编著科学出版社，2000

2、《铁磁学》姜寿亭编著科学出版社，1993

3、《凝聚态磁性物理》姜寿亭李卫编著科学出版社，2003

4、《固体物理学》（下册）方俊鑫、陆栋编著上海科学技术出版社，1980

5、《固体物理学》黄昆编著高等教育出版社，1988

教研室：物理教研中心

执笔人：苏垣昌

制定日期：二零一一年四月