磁矩、磁化强度表示的意义
磁化强度
磁化强度M定义：描述磁化状态的区里量。
通常用M 表示。
磁化强度定义为媒质微小体元V ∆内的全部分子磁矩矢量和与V ∆之比，即i im M V ∑=∆对于顺磁与抗磁介质，无外加磁场时，M 恒为零；存在外加磁场时，则有 1m m m oB M H χχχμ==+ 式中，H 是媒介中的磁场强度，B 是磁感应强度，o μ是真空磁导率，它等于7410H m π-⨯；m χ是磁化率，其值由其值由媒质的性质决定。
顺磁质的m χ为正，抗磁质的m χ为负。
如果媒质是各向异性的，则m χ为一张量。
铁磁质，由于迟滞现象，铁磁性物质的M 与H 之间并不存在一一对应关系。
M 和B 、H 之间有复杂的非线性关系（见磁滞回线）。
/wiki/%E7%A3%81%E6%BB%9E%E5%9B%9E%E7%BA%BF 在国际单位制中，M 的单位为安培／米。
抗磁性物质：定义：抗磁性物质的磁化强度的大小与外磁场的大小成正比，但是方向与外磁场方向相反。
所有的物质都具有抗磁性响应，很多时候，这响应可能会被更强烈的磁性行为遮盖住。
解释：抗磁性可以解释为束缚于原子内部的电子的轨域对于外磁场的正常响应。
这是一种弱磁性，不具有永久性，只有当外磁场施加时才存在。
感应出来的磁偶极矩的大小与外磁场成正比，但是方向相反。
因此，抗磁性物质的相对磁导率小于1，磁化率是负值。
假设在马蹄形电磁铁的两极之间，置入一块抗磁性物质，由于磁化强度反抗电磁铁的磁场，抗磁性物质会被往外推出，推到磁场较弱的地方。
顺磁性物质定义： 顺磁性物质的磁化强度的大小与外磁场的大小成正比，而且方向相同。
解释：这是因为物质内的电子的自旋所产生的磁偶极矩，会与外磁场耦合，产生矫正方向的作用力，使得自旋方向会依著磁场线排列。
由于泡利不相容原理，处于原子内的同一轨域的两个电子的自旋方向必须相反。
这使得顺磁性效应相互抵销。
所以，顺磁性通常只会出现于拥有奇数数目电子的原子。
假设在马蹄形电磁铁的两极之间，置入一块顺磁性物质，由于磁化强度倾向电磁铁的磁场，顺磁性物质会从磁场较弱的地方，被拉往磁场较强的地方。
磁学中的磁矩与磁化强度的关系
磁学中的磁矩与磁化强度的关系磁学是物理学的一个重要分支，研究物质中的磁性现象和磁场的性质。
在磁学中，磁矩和磁化强度是两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
磁矩是描述物体在磁场中受磁力作用的能力的物理量。
磁矩的大小和方向决定了物体在磁场中的行为。
对于一个小磁体，其磁矩可以表示为m = I * A，其中I是电流的大小，A是电流所围成的面积。
磁矩的方向则是垂直于电流所围成的面积的方向。
磁矩的单位是安培·米^2（A·m^2）。
磁化强度是描述物质磁化程度的物理量。
当物质处于磁场中时，其内部的原子或分子会发生重新排列，使得物质本身具有磁性。
磁化强度可以表示为J = M / V，其中M是物质的磁矩总和，V是物质的体积。
磁化强度的单位是安培/米（A/m）。
磁矩和磁化强度之间的关系可以通过磁化强度与磁场强度的关系来理解。
磁化强度与磁场强度之间的关系可以用磁化率来描述，磁化率表示了物质磁化程度对外加磁场的响应能力。
磁化率可以表示为χ = M / H，其中M是物质的磁矩总和，H是磁场的强度。
磁化率的单位是安培/米（A/m）。
根据磁化率的定义，可以得到磁化强度与磁矩之间的关系。
由于磁化强度与磁场强度的关系为J = χH，而磁场强度H与磁矩m的关系为H = m / (2πr^3)，其中r是磁矩与磁场之间的距离。
将这两个关系代入磁化强度与磁矩之间的关系中，可以得到J = (χm) / (2πr^3)。
这个关系表明，磁化强度与磁矩之间存在着线性关系，且与磁矩与磁场之间的距离的立方成反比。
磁化强度与磁矩之间的关系对于理解磁性材料的性质和应用具有重要意义。
在磁学中，磁化强度可以用来描述物质的磁化程度，而磁矩则可以用来描述物体在磁场中的受力情况。
通过磁化强度与磁矩之间的关系，可以进一步研究和探索物质的磁性行为。
除了磁化强度与磁矩之间的关系，磁学中还存在着其他重要的概念和理论。
例如，磁化强度与磁场强度之间的关系可以通过磁导率来描述，磁导率表示了物质对磁场的传导能力。
磁力的方向与大小
磁力的方向与大小磁力作为一种具有吸引和排斥力的现象，对我们的生活和科学研究有着重要的影响。
了解磁力的方向与大小对于我们理解磁性现象以及应用于磁性材料和装置的设计中具有重要的意义。
本文将深入探讨磁力的方向与大小的相关知识，让我们一起来了解吧。
一、磁力的方向磁力的方向是指磁力线的方向，也可以用箭头表示。
磁力线是沿着磁场的方向定向延伸的虚拟线条，从磁南极指向磁北极。
根据磁场的性质，我们可以得出以下几种情况的磁力方向。
1. 磁针指示方向磁针是一种可以自由旋转的指示器，它指向磁场方向的示意物品。
磁针的北极指向地理上的南极，所以我们可以得出结论：地理上的北极是磁场的南极，地理上的南极是磁场的北极。
2. 电流通过导线产生的磁场方向根据安培定则（安培的环路定理），通过通电导线产生的磁场方向可以用右手螺旋法确定。
将右手握住导线并让食指指向电流方向，此时拇指所指方向即为磁场方向。
3. 永磁体的磁场方向永磁体是可以持久保持一定磁场的物质，其磁场方向可以通过磁针等示意物品进行指示。
通常情况下，永磁体的南极指向地理上的南极，北极指向地理上的北极。
二、磁力的大小磁力的大小是指磁力的大小或强度，也可以用N (牛顿)来表示。
磁力的大小与磁场强度、磁化强度、空间位置等因素有关。
下面我们将讨论几个相关的因素。
1. 磁场强度磁场强度是指单位面积上通过的磁力线数目，通常用B表示。
磁场强度与磁力的大小有关，单位为特斯拉(T)。
根据磁场强度的定义，磁力大小与磁场强度成正比。
2. 磁化强度磁化强度是指单位体积内磁性材料的磁矩，通常用I表示。
磁矩是指磁性材料中微观磁力的矢量和，可以用于描述材料的磁性强度。
磁力的大小也与磁化强度有关，通常情况下，磁性材料的磁化强度越大，磁力的大小也越大。
3. 空间位置磁力的大小也与物体之间的距离有关。
根据库仑定律中的电荷之间作用力公式，磁力与距离的平方成反比。
也就是说，当物体之间的距离越远，磁力的大小越小；距离越近，磁力的大小越大。
磁矩和磁场
发展趋势：随着科 技的不断进步，磁 矩和磁场的研究将 更加深入，未来有 望在能源、环保、 医疗等领域发挥更 大的作用。
技术挑战：目前 磁矩和磁场的研 究还面临一些技 术挑战，如测量 精度、稳定性等 问题，需要进一 步研究和解决。
未来展望：随着 新材料的不断涌 现和技术的不断 创新，磁矩和磁 场的研究将迎来 更加广阔的发展 前景。
磁分离技术：用于分离血液中 的有害物质，如血栓、肿瘤细
胞等
磁场刺激：利用磁场刺激神经 元，治疗神经系统疾病，如帕
金森病、癫痫等
核磁共振技术：利用磁场和射频波使原子核自旋能级发生跃迁，以获取分子结构和动力 学信息。
粒子加速器：利用磁场将带电粒子加速到极高能量，用于研究物质的基本性质和宇宙演 化。
磁矩和磁场
汇报人：XX
目录
磁矩的定义和计算
磁场的定义和分类
磁矩和磁场的关系
磁矩和磁场的影响因 素
磁矩和磁场的应用
磁矩和磁场的发展趋 势和未来展望
磁矩的定义和计算
磁矩定义：磁矩是磁铁的一种物理量，表示磁铁在磁场中的磁性强度和方向
磁矩计算公式：磁矩 = 磁铁的强度 × 磁铁的面积 × 磁铁的极性 磁矩单位：在国际单位制中，磁矩的单位是韦伯（Wb） 磁矩与磁场的关系：磁矩在磁场中会产生力矩，对物体运动产生影响
磁力分选：利用磁场将不同磁性的物料进行分离 磁力泵：利用磁场驱动液体进行输送 磁性材料：利用磁矩和磁场制造各种磁性材料，如永磁体、电磁铁等
磁悬浮：利用磁场实现物体无接触悬浮和移动，如磁悬浮列车和磁悬浮轴承
核磁共振成像：利用磁场和射 频脉冲，获取人体内部结构的 高分辨率图像
磁疗：利用磁场作用于人体， 缓解疼痛、促进血液循环
常用单位还有麦 克斯韦(Mx)和奥 斯特(Oe)
磁学中的磁矩与磁化强度
磁学中的磁矩与磁化强度磁学是一门研究磁场及磁性材料特性的学科，其中磁矩和磁化强度是磁性材料中常用的两个参数。
磁矩是描述单个原子或电子所具有的磁性特征的物理量，而磁化强度则是描述整个物质中磁性特征的物理量。
本文将从磁矩和磁化强度的定义和计算方法入手，探究它们在磁学中的应用及相关的物理现象。
磁矩是物质在外磁场中做磁性响应时所表现出来的特性。
在原子或离子中，电子既带有电荷，又具有自旋和轨道角动量，因此会产生磁矩。
而在宏观物质中，磁矩是由所有的原子或离子的磁矩之和得到的。
磁矩的大小和方向可以通过量子力学的方法计算得到。
对于一个粒子的磁矩，一般使用玻尔磁子来表示。
玻尔磁子是一个极小的物理量，它等于电子带电量的绝对值与电子质量的比值乘以约化普朗克常量。
根据量子力学理论，磁矩的大小与该粒子所处的量子态有关。
常见的电子磁矩大小约为9.27×10^-24 A·m²，而质子、中子等粒子也具有特定的磁矩大小。
而磁化强度则是宏观物质在外磁场作用下所表现出来的总磁性。
磁化强度可以通过磁化率来描述，磁化率是物质磁化强度与外磁场强度之比。
磁化率分为顺磁负磁化率和抗磁正磁化率两种类型。
顺磁负磁化率表示物质在外磁场中磁化方向与外磁场方向一致，而抗磁正磁化率则表示物质的磁化方向与外磁场方向相反。
顺磁负磁化率的物质多为带未成对电子的物质，如自由电子、氧化亚铜等。
在外磁场作用下，电子磁矩和外磁场之间会发生相互作用，使得电子磁矩要在外磁场方向上发生取向。
而抗磁正磁化率的物质多为带有闭合电子壳层的物质，如铜、银等。
这些物质的电子磁矩会因为外磁场的作用而产生受力，从而使电子壳层中的电子重新排布，使整个物质表现出来的磁化方向与外磁场方向相反。
磁矩和磁化强度在磁学中有着广泛的应用。
首先，磁矩和磁化强度是磁性材料特性的重要参数。
通过对磁性材料的磁矩和磁化强度的测量，可以了解材料的磁性特性，如磁化方向、磁化强度等。
这在材料科学、电子工程等领域中具有重要的应用价值。
永磁体基本性能参数
永磁体基本性能参数永磁材料：永磁材料被外加磁场磁化后磁性不消失，可对外部空间提供稳定磁场。
钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种：剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（G）1G=0.0001T将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。
它表示磁体所能提供的最大的磁通值。
从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。
钕铁硼是现今发现的Br最高的实用永磁材料。
磁感矫顽力（Hcb）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）或1Oe≈79.6A/m处于技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。
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。
钕铁硼的矫顽力一般是11000Oe以上。
内禀矫顽力（Hcj）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）1Oe≈79.6A/m使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。
内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，如果外加的磁场等于磁体的内禀矫顽力，磁体的磁性将会基本消除。
钕铁硼的Hcj会随着温度的升高而降低所以需要工作在高温环境下时应该选择高Hcj的牌号。
磁能积(BH)单位为焦/米3（J/m3）或高奥（GOe）1MGOe≈7.96kJ/m3退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积,而B某H的最大值称之为最大磁能积(BH)ma某。
磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一，(BH)ma某越大说明磁体蕴含的磁能量越大。
设计磁路时要尽可能使磁体的工作点处在最大磁能积所对应的B和H附近。
各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。
各向异性磁体：不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能最高的磁体。
磁学基础
这是因为在低温下，热运动造成
的无序作用很小，内场的作用显 著，原子的本征磁矩趋于平行排
列，此时自发磁化强度趋于饱和。
当温度上升时，热运动的无序作 用加强，自发磁化强度减小，当 温度达到Tc时，自发磁化强度为零，此时物体失去它的铁磁 性，转变成顺磁体。
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2.4.4 铁磁性的主要特征
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b) 低温 当温度降低到 导可得：
时，有
通过推
M0称为绝对饱和磁化强度，它等于所有原子磁矩的总和。 饱和磁化强度指在给定温度下可获得的磁化强度的最大值。 上式说明在低温下，只要磁场足够强，原子磁矩可与磁场 方向趋于相同。
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2.4.3 反铁磁性
反铁磁性：其磁化率在某一温度存在极大值，该温度称为 奈尔温度TN。当温度T>TN时，其磁化率与温度的关系与 正常顺磁性物质相似，服从居里-外斯定律；当温度T<TN 时，其磁化率不是继续增大，而是降低，并逐渐趋于定值， 这种磁性称为反铁磁性。包括过渡族元素的盐类和化合物 等。
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五种磁性对应于不同的磁结构：抗磁性物质由于是电子的抵抗 磁矩，所以值很小。顺磁性物质和反铁磁性物质由于磁矩混乱 取向和相互抵消，磁化率也很小，因此这三种磁性是弱磁性。 铁磁性物质中磁矩平行取向，磁化率很高。亚铁磁性物质磁矩 虽为反平行排列，但是磁矩不能完全抵消，因而显示较高的磁 化率，故铁磁性和反铁磁性是强磁性。通常所说的磁性材料指 具有铁磁性或亚铁磁性的强磁性材料。
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2.4.5 亚铁磁性
亚铁磁性：其宏观磁性与铁磁性相同，仅仅是磁化率低一 些，约为100-103数量级。典型的亚铁磁性物质为铁氧体， 其与铁磁性物质的显著区别在于内部磁结构的不同。 物质的磁性并不是恒定不变得。同一种物质，在不同的环 境下，可以具有不同的磁性。eg：铁磁性物质在居里点温 度以下是铁磁性的，到达居里点温度则转变为顺磁性。
磁学中的磁矩和磁化强度
磁学中的磁矩和磁化强度磁学是研究磁场和磁性物质的物理学分支，其中磁矩和磁化强度是重要的概念。
磁矩是一个向量量度，描述了物体在磁场中的响应能力；而磁化强度则是一个标量量度，表示物质的整体磁性特性。
本文将对磁矩和磁化强度进行详细讨论。
一、磁矩磁矩是物体在磁场中的磁性特性的度量。
它可以是原子、电子、离子或宏观物体的属性。
磁矩以矢量形式表示，并具有大小和方向两个方面。
符号常用μ来表示。
磁矩的大小通常用物体的磁矩矩量表示。
若物体由N个相同的微观基本磁偶素体积构成，每个基本磁偶极矩为m，则物体的磁矩M等于N乘以m。
在物质中，磁矩可以是来自于自旋磁矩或轨道磁矩，或是两者的叠加。
自旋磁矩是由于物质的电子自旋产生的，而轨道磁矩则与电子的轨道运动有关。
磁矩的方向是由物体在磁场中所受到力的方向决定的。
当物体受到外磁场作用时，磁感应强度B产生力矩，使磁矩的方向始终与磁场方向一致或相对垂直。
二、磁化强度磁化强度是描述物质整体磁性的一个量度。
它与磁化电流的磁场密切相关。
磁化强度以标量表示，通常用符号I表示。
磁化强度可以分为两种：弱磁性体的磁化强度和铁磁性体的磁化强度。
弱磁性体的磁化强度是测量物体在外磁场中磁化的程度；而铁磁性体的磁化强度则是物体的总磁矩与物质的体积之比。
磁化强度与磁场强度H之间有一定的关系。
磁化强度I等于物质的磁化率χ和磁场强度H之积，即I=χH。
磁化率是描述物质对磁场响应程度的一个标量特性。
需要注意的是，磁化强度和磁矩之间虽然都与磁场有关，但其物理意义和度量方式不同。
磁化强度更多地考虑了整体磁性特性，而磁矩则更重要于具体物体和微观粒子的响应。
结论磁学中的磁矩和磁化强度是描述磁性物体在磁场中的特性的重要概念。
磁矩是描述物体在磁场中响应能力的量度，具有大小和方向两个方面。
磁化强度则是描述物质整体磁性特性的标量量度。
两者虽然都与磁场相关，但其物理度量方式和意义不同。
在磁学研究中，磁矩和磁化强度的概念和理论为我们更好地理解磁场和磁性物质的性质提供了重要指导。
磁化强度
当环内充满均匀介质时
∫ H ⋅ dl = NI
r
B = µH = µ0µr H
B = µr B0
磁介质中的安培环路定理
例 8-13 如 图 所示 ， 一 半径 为 R1 的无 限 长 圆柱 体 中均匀地通有电流I， （导体µ≈ µ0 ）中均匀地通有电流 ，在它外面有半径 的无限长同轴圆柱面， 为R2的无限长同轴圆柱面，两者之间充满着磁导率为µ 的均匀磁介质，在圆柱面上通有相反方向的电流I。 的均匀磁介质，在圆柱面上通有相反方向的电流 。试 求 （ 1）圆柱体外圆柱面内一点的磁场 ； （ 2）圆柱体 ） 圆柱体外圆柱面内一点的磁场； ） 内一点磁场； 内一点磁场；（3）圆柱面外一点的磁场。 ）圆柱面外一点的磁场。
磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路 所包围的面积内的总磁化电流。 所包围的面积内的总磁化电流。
A
B
有磁介质时的安培环路定理
无磁介质时 有磁介质时
∫ B ⋅ dl
L 0
= µ0
0 （ 内 L ）
∑I
∫ B⋅ dl
= µ0 (∑I + Is )
∵Is = ∫ M ⋅ dl
∴∫ B ⋅ dl = µ0 (∑I +∫ M ⋅ dl )
磁介质中的安培环路定理
例8-11 在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介 质，已知螺绕环中的传导电流为 I ，单位长度内匝数 ， 环的横截面半径比环的平均半径小得多， 环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的相对 n 磁导率和磁导率分别为 和 µr 求环内的磁场强度和 。 µ 磁感应强度。 磁感应强度。
磁化面电流
B0
对于各向同性的均匀介质， 对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电 流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加， 流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加， 在磁化圆柱的表面出现一层电流， 在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺 线管，称为磁化面电流 或安培表面电流） 磁化面电流（ 线管，称为磁化面电流（或安培表面电流）。
磁化强度
∑ p + ∑p M=
m
m
M = lim
V ∑Pm + ∑pm
V
V →0
磁化强度的单位： A/ m 磁化强度的单位：
磁化强度
注意：对顺磁质， 注意：对顺磁质， pm 可以忽略； ∑ 可以忽略； 对于真空， 对抗磁质 ∑pm = 0 ，对于真空，M = 0 。
外磁场为零，磁化强度为零。 外磁场为零，磁化强度为零。 外磁场不为零: 外磁场不为零:
I
取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质 取一长方形闭合回路 边在磁介质 内部，平行与柱体轴线，长度为l， 内部，平行与柱体轴线，长度为 ，而BC、AD两 两 边则垂直于柱面。 边则垂直于柱面。
l
B C
l M dl = ∫ M dl = M AB = M ∫
∵M =αs ∴∫ M d l = αsl = Is
在环内任取一点， 解：在环内任取一点， 过该点作一和环同心、 过该点作一和环同心、 r 的圆形回路。 半径为 的圆形回路。
r
∫ H dl = NI
式中 N为螺绕环上线圈 的总匝数。由对称性可知， 的总匝数。由对称性可知，在所取圆形回路上各 点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。 点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。
或
∫(
B
0
M) dl = ∑I
磁介质中的安培环路定理
定义 H =
B
0
为 M 磁场强度
∵
∫(
B
0
M) d = ∑I l
有磁介质时的 安培环路定理
则
∫ H dl = ∑I
磁介质中的安培环路定理： 磁场强度沿任 磁介质中的安培环路定理 ：
意闭合路径的线积分等于穿过该路径的所有传导电 流的代数和，而与磁化电流无关。 流的代数和，而与磁化电流无关。 表明：磁场强度矢量的环流和传导电流 有关 有关， 表明：磁场强度矢量的环流和传导电流I有关， 而在形式上与磁介质的磁性无关。 而在形式上与磁介质的磁性无关。其单位在国际单 位制中是A/m. 位制中是
磁偶极矩磁极化强度
(CGS: Gauss; Oe; emu/cm3)
； (SI: T特斯拉 A/m；A/m
或Wb/m2);
单位换算： B: 1 T = 104 G ; H: 1 kAm-1 = 4π Oe; M: 1 kAm-1 = emu cm-3 (BH)max: 1 kJm-3 = 4 π10-2 MGOe
矫顽力Hc
永磁材料的矫顽力Hc有两种定义： • 一个是使B＝0所需的磁场值，称磁感矫顽力. 常用BHc表示. • 一个是使M=0所需的磁场值，常用MHc表示.叫
内禀矫顽力. • 一般： |MHc|>|BHc|.
1.1 磁学基础－基本磁性参量
磁场强度H和磁感应强度B
• Definitions of Three Magnetic Vectors:
磁感应强度: B (特斯拉)
磁场强度: H (安/米)
M
磁化强度: M (安/米)
物质磁化后的总磁场
)
μ
0
(1
)H
0r H H
μ0 : 真空磁导率; μ: 绝对磁导率，单位为 H/m，
B M
Hs H
H
饱和磁感应强度 剩余磁感应强度 退磁曲线
饱和磁感应强度剩余磁感应强度矫顽力最大磁导率起始磁导率磁化曲线饱和磁化后去掉磁场再加反向磁场磁化到饱和如此反复形成了饱和磁滞迴线它的形状决定了磁性材料的一些应用参数数值
材料的磁学性能
❖ 磁性的基本量 (磁矩,磁化强度M,磁化率）； （磁偶极矩，磁极化强度，磁导率)
❖ 物质的磁性分类 ❖ 抗磁性与顺磁性(弱磁性) ❖ 铁磁性(强磁性)
(磁滞回线,自发磁化,磁畴与技术磁化) ❖ 磁性材料及应用
(整理)《磁性材料》基本要求.
《磁性材料》基本要求一、熟练掌握基本概念：(1) 磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积，μm =iS ，方向由右手定则确定，单位Am 2。
(2) 磁化强度（M ）：定义单位体积磁性材料内磁矩的矢量和称为磁化强度，用M 表示，SI单位为A/m 。
CGS 单位：emu/cm 3。
换算关系：1 ×103 A/m = emu/cm 3。
(3) 磁场强度（H ）：单位强度的磁场对应于1Wb 强度的磁极受到1牛顿的力。
SI 单位是A ·m -1。
CGS 单位是奥斯特(Oe)。
换算关系：1 A/m =4π/ 103 Oe 。
(4) 磁化曲线：磁体从退磁状态开始到磁化饱和的过程中，磁感应强度B 、磁化强度M 与磁场强度H 之间的非线性关系曲线。
(5) 退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。
(6) 退磁场：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它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。
退磁场的强度与磁体的形状及磁极的强度有关存在：Hd=-NM 。
(7) 饱和磁感应强度Bs(饱和磁通密度) ：磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。
SI 单位是特斯拉[T]或[Wb·m -2]；CGS 单位是高斯(Gauss)。
换算关系：1 T = 104 G 。
(8) 磁导率：定义为磁感应强度与磁场强度之比μ＝Ｂ／Ｈ，表示磁性材料传导和通过磁力线的能力．单位为亨利／米（Ｈ·m -1）． (9) 起始磁导率：磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值。
H B H i 00lim1→=μμ (10) 磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比：χ= M /H(11) 居里温度：即铁磁性材料（或亚磁性材料）由铁磁状态（或亚铁磁状态）转变为顺磁状态的临界温度，在此温度上，自发磁化强度为零。
(12) 磁各向异性：磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。
包括：磁晶各向异性，形状各向异性，感生各向异性和应力各向异性等。
磁化强度和磁化
当磁场强度增加到一定程度时，磁化强度不再继续增大，这是因为磁矩已经完全沿磁场方向排列，达到饱和状态。
物质性质的影响
原子结构和电子排布
物质的原子结构和电子排布决定了其 磁矩的大小和方向，从而影响磁化强 度。
晶体结构
物质的晶体结构对其磁化强度也有影 响，因为晶体结构决定了原子之间的 相互作用和排列方式。
磁化强度
磁化强度是描述物质被磁 化程度的物理量，通常用 矢量表示。
磁化的分类
纵向磁化和横向磁化
01
根据磁化方向与外加磁场方向的关系，磁化可分为纵向磁化和
横向磁化。
饱和磁化和非饱和磁化
02
根据物质被磁化的程度，磁化可分为饱和磁化和非饱和磁化。
可逆磁化和不可逆磁化
03
根据外加磁场撤除后物质是否保留磁性，磁化可分为可逆磁化
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温度的影响
温度升高，磁化强度降低
随着温度的升高，物质的热运动加剧，导致磁矩之间的相互 作用减弱，从而降低磁化强度。
居里点
某些物质在达到居里点时，磁化强度会发生突变，居里点是 物质失去铁磁性的温度点。
磁场强度的影响
磁场强度增加，磁化强度增大
在一定范围内，磁场强度越大，磁化强度也越大，这是因为磁场强度增大使得磁矩更容易沿磁场方向排列。
和不可逆磁化。
磁化的应用
电磁铁
利用铁磁性物质的磁化现 象，可以制作电磁铁，用 于产生磁场。
电机和发电机
电机和发电机中的磁场都 是由铁磁性材料制成的线 圈绕组产生的，通过磁化 现象实现能量的转换。
磁记录和磁存储
利用铁磁性物质的磁化现 象，可以实现信息的记录 和存储，如硬盘、软盘等 存储设备。
磁化强度与磁场强度的关系
磁化强度与磁场强度的关系磁化强度和磁场强度是磁学中两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
本文将从不同的角度讨论它们之间的联系，以便更好地理解磁学的基本原理。
我们来了解一下磁化强度的概念。
磁化强度是指物质在外加磁场作用下磁化的程度，也可以看作单位体积内的磁偶极矩。
当一个物质处于外加磁场中时，它的原子或分子会受到磁场的作用，使得它们的磁矩朝向磁场方向排列。
这种磁矩的总和就是磁化强度。
磁化强度与磁场强度之间的关系可以通过磁化曲线来描述。
磁化曲线是指在一定的磁场强度下，物质的磁化强度随着磁场强度的变化而变化的曲线。
根据磁化曲线的形状，可以将物质分为顺磁性、抗磁性和铁磁性三种类型。
顺磁性物质的磁化曲线是一个直线，磁化强度正比于磁场强度。
顺磁性物质的原子或分子在外加磁场作用下，磁矩朝向磁场方向排列，但是由于热运动的影响，磁矩的朝向是随机的。
因此，顺磁性物质在外加磁场下会磁化，但是磁化强度较小。
抗磁性物质的磁化曲线是一个下凹的曲线，磁化强度与磁场强度成反比。
抗磁性物质的原子或分子在外加磁场作用下，磁矩朝向磁场方向排列，但是由于自旋和轨道运动的相互作用，磁矩的朝向被抵消了。
因此，抗磁性物质在外加磁场下会产生反磁化现象，使得磁化强度减小。
铁磁性物质的磁化曲线是一个S形曲线，具有明显的饱和现象。
铁磁性物质的原子或分子在外加磁场作用下，磁矩朝向磁场方向排列，并且相互之间会发生相互作用，形成磁畴。
随着磁场强度的增加，磁矩的朝向越来越趋向于磁场方向，磁化强度也随之增大。
当磁场强度达到一定值时，磁矩的朝向已经趋于饱和，磁化强度不再增加。
总的来说，磁化强度和磁场强度之间存在着一种非线性的关系。
不同类型的物质在外加磁场下表现出不同的磁化行为，这取决于其原子或分子的磁性质。
通过研究磁化曲线，我们可以了解物质的磁性质以及磁化强度和磁场强度之间的关系。
总结起来，磁化强度和磁场强度之间的关系是磁学中一个重要的研究内容。
磁化强度描述了物质在外加磁场下的磁化程度，而磁场强度则描述了外加磁场的大小。
1.磁化强度.
1.4 10 0.05 8 p rad / s 1.32 10 rad / s 34 0.53 10
26
可以看出，不管 pm与磁场的夹角是大于900还
是小于900，质子进动的方向和磁场的方向总是相 反的，因此质子在磁场中进动时也产生一与磁场方 向相反的附加磁矩。
磁化强度
注意：对顺磁质， pm 可以忽略；
对抗磁质 pm 0 ，对于真空，M 0
。
外磁场为零，磁化强度为零。 外磁场不为零:
M、B0同向 顺磁质 M、B0 反向 抗磁质
2. 磁化电流
B0
对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电 流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加， 在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺 线管，称为磁化面电流（或安培表面电流）。
解 质子带正电,它的 自旋磁距与自旋角动 量的方向相同,如图所 示.质子在磁场中受到 的磁力矩为
d
LP
dLP
M p Pm B sin
B
磁化电流
式中是质子自旋轴和磁场的夹角。在磁力矩 的作用下，质子以磁场为轴线作进动，在dt时间内 转角度d，角动量的增量为
dL p L p sin d
磁化电流
M
A
D
Is
I
l
B C
设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电 流为 s （面磁化电流密度），则长为l 的一段介 质上的磁化电流强度IS为
Pm I s S s Sl
M
I s sl
pm
பைடு நூலகம்
V
s Sl
Sl
s
磁化电流
M
磁性材料基本知识
磁性基本现象自发磁化：从“磁性来源”中我们了解到，某些原子的核外电子的自旋磁矩不能抵消，从而产生剩余的磁矩。
但是，如果每个原子的磁矩仍然混乱排列，那么整个物体仍不能具有磁性。
只有所以原子的磁矩沿一个方向整齐地排列，就象很多小磁铁首尾相接，才能使物体对外显示磁性，成为磁性材料。
这种原子磁矩的整齐排列现象，就称为自发磁化。
既然磁性材料内部存在自发磁化，那么是不是物体中所有的原子都沿一个方向排列整齐了呢？当然不是，否则，凡是钢铁等就会永远带有磁性，成为一块大磁铁，永远能够相互吸引了（实际上，两块软铁不会自己相互吸引）。
事实上，磁性材料绝大多数都具有磁畴结构，使得它们没有磁化时不显示磁性。
磁畴：所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同，如右图所示。
各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。
宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零，它也就不能吸引其它磁性材料。
也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。
只有当磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。
下图为在显微镜中观察到的磁性材料中常见的磁畴形状，其中左面是软磁材料常见的条形畴，黑白部分因为不同的磁畴其磁矩方向不同而具有不同的亮度，它们的交界面就是畴壁；中间是树枝状畴和畴壁；右面是薄膜材料中可以见到的磁畴形状。
实际的磁性材料中，磁畴结果五花八门，如条形畴、迷宫畴、楔形畴、环形畴、树枝状畴、泡状畴等。
既然磁畴内部的磁矩排列是整齐的，那么在磁畴壁处原子磁矩又是怎样排列的呢？在畴壁的一侧，原子磁矩指向某个方向，假设在畴壁的另一侧原子磁矩方向相反。
那么，在畴壁内部，原子磁矩必须成某种形式的过渡状态。
实际上，畴壁由很多层原子组成。
为了实现磁矩的转向，从一侧开始，每一层原子的磁矩都相对于磁畴中的磁矩方向偏转了一个角度，并且每一层的原子磁矩偏转角度逐渐增大，到另一侧时，磁矩已经完全转到和这一侧磁畴的磁矩相同的方向。
磁性材料 第 章 物质磁性概述
diff
1
0
dB dH
NOTE：所有磁导率都是磁场强度H的函数
第二节 物质按磁性分类
Classification of Magnetic Materials
一. 物质磁性的分类
为了方便研究物质磁性的起因，我们可以按其在磁场 中的表现把物质进行分类， 例如依据磁化率的正负、大小 及其与温度的关系来进行分类，分类是否科学取决于是否 反映了内在磁性机理上的不同。随着研究的深入，分类也 在不断完善和细化，到上个世纪 70 年代为止，在晶状固 体里，共发现了五种主要类型的磁结构物质，它们的形成 机理和宏观特征各不相同，对它们的成功解释形成了今天 的磁性物理学核心内容。
顺磁性物质也很多，常见的顺磁性物质： 过渡族元素、稀土元素和锕系元素金属：Mn,Cr,W,La,Nd,
Pt,Pa, 含有以上元素的化合物：MnSO4,FeCl3,FeSO4,Gd2O3, 碱金属和碱土金属：Li,Na,K,Ru,Cs,Mg,Ca,Sr,Ba 包含有奇数个电子的原子或分子：
HCl,NO,有机化合物中的自由基 少数含有偶数个电子的化合物：
i
磁场强度Hu被r 定义为：
uur H
F
单位：Oe
m
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
引入磁感应强度B，使之 满足如下关系：
u B ru H u r 4 u M u r
四、磁化率 与 磁导率
磁体置于外磁场中磁化强度M将发生变化（磁化）
MH，M
H 其中称为磁体的磁化率(susceptibility)，是单位磁场强度 H在磁体内感生的M，表征磁体磁化难易程度的物理量
FeO, MnO, NiO, CoO, Cr2O3, FeCl2, FeF2, MnF2, FeS, MnS
磁现象知识点总结(含常见磁现象解析)
磁现象知识点总结(含常见磁现象解析)磁现象知识点总结（含常见磁现象解析）一、磁现象简介磁现象是指物质在磁场作用下表现出的特征和行为。
磁现象的研究对于电磁学和材料学具有重要意义。
本文将总结一些常见的磁现象及其解析。
二、磁现象解析1. 磁吸引和磁排斥当两个磁体靠近时，它们会表现出两种不同的行为：磁吸引和磁排斥。
如果两个磁体的磁极相同（两极均为北极或两极均为南极），它们将互相排斥。
如果两个磁体的磁极相反（一个是北极，一个是南极），它们将互相吸引。
2. 磁铁的磁性磁铁是一种具有磁性的物体。
它能够吸引含铁物质并产生磁场。
磁铁的磁性来源于其内部的微观结构，主要与电子的自旋和轨道运动有关。
3. 磁化和去磁化当一个物体被置于外部磁场中时，它的内部原子或分子会重新排列，使得物体自身产生磁场的现象称为磁化。
而去磁化是指物体失去磁性的过程。
4. 磁场线磁场线可以用来描述磁场的分布情况。
磁场线从磁南极指向磁北极，并形成闭合曲线。
磁场线越密集，表示磁场越强。
5. 磁场的产生和消失磁场可以通过电流或磁体产生。
当通过导体中的电流时，会产生磁场。
磁体也能够产生磁场，这是由磁体内部的磁性原子或分子所引起的。
磁场可以通过断开电流或移除磁体来消失。
6. 磁化强度和磁场强度磁化强度是物体单位体积内的磁矩，也可以理解为物体自身的磁性程度。
磁场强度是在特定点上的磁场强度大小。
磁化强度和磁场强度之间存在一定的关系。
三、总结磁现象是物质在磁场作用下的特征和行为。
常见的磁现象包括磁吸引和磁排斥、磁铁的磁性、磁化和去磁化、磁场线、磁场的产生和消失以及磁化强度和磁场强度。
了解磁现象对于电磁学和材料学研究具有重要意义。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
磁矩、磁化强度表示的意义
矿物颗粒在外磁场中磁化后，可以看成一根等效的磁棒，如下图所示：
磁棒的磁矩为：M=Q 磁L 式中Q 磁——磁棒的磁极强度，安·米；L——磁棒的长度，米。
但磁矩M 不能说明矿粒被磁化的程度。
例如有甲乙两个磁性和体积各不相同的物体，甲物体被磁化后的磁矩大，而乙较小，似乎甲比乙磁化得厉害，其实并不一定。
如果乙物体中的分子（或原子）磁矩全部沿外磁场方向取向了，则说明乙磁化得厉害。
因此为了描述矿物颗粒的磁化状态（磁化方向和强度），需要引入磁化强度的概念才能反映物体被磁化的程度。
磁化强度在数值上是矿物颗粒单位体积内的磁矩。
用J 表示，即
式中J——矿物颗粒的磁化强度，安／米；M——矿物颗粒的磁矩，安·米
2；V——矿物颗粒的体积，米3。
磁化强度是矢量，其方向则因矿粒性质而异；对反磁性矿粒，磁化强度的方向与外磁场方向相反；对于顺磁性矿粒，则与外磁场方向相同。
磁化强度愈大，表明矿粒被外磁场磁化的程度愈大。
把磁化的矿物颗粒看成一根等效的磁棒。
其磁化强度可以表示为：
式中S——矿物颗粒的等效面积，米2 ；L——矿物颗粒的等效长度，米；
Q0——单位面积上的磁极强度（磁极面密度），安／米。
即矿物颗粒的磁化强
度与它等效的磁棒单位面积上的磁极强度或磁极面密度相等。
矿物颗粒被磁化后，也可以看成一个由许多表面圆电流构成的等效螺线管。
螺线管的磁矩M 为：M＝NIS 式中N——螺线管的匝数；I——螺线管的电流强度，安；S——螺线管的截面积，米2。
因此，矿物颗粒的磁化强度也可以表示为：。