大学物理：7.9-磁场中的磁介质

Is
a
i
m i a2
2a
Chapter 7. 恒定磁场
§7-9 磁场中的磁介质 作者：杨茂田
P. 12 / 40.
Is M js l
js : 面磁化电流的线密度。 一般地有如下关系：
l
Is
i
M lim
mi V
V 0
m V
a
i
m i a2
2a
2 N i a V n i a2
抗磁质：μ r < 1， m 0 ； M与B反向。
顺磁质 氧 铝 钨 钛
m 0
2.09×10 - 6 2.3×10 - 5 6.8×10 - 5 7.06×10 - 5
抗磁质
氢 铜 铋 汞
m 0
－9.9×10 - 9 －9.8×10 - 6 －1.66×10 - 5 －3.2×10 - 5
磁化电流分布在磁介质的表面。
注：导体中由自由电子的定向移动所产生的电流称
作自由电流或传导电流。
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三、磁化强度
如何衡量磁介质被磁化的程度 磁化强度：
M lim
mi V
V 0
(A· m-1)
Is
Is
Is
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2. 抗磁质：分子磁矩＝0 (即分子的固有磁矩为零)
█
无外磁场时：对外不显磁性！
B0
█ 当 B 0 时， 分子中的电子的轨 0 道运动将受到影响，产生与 B0 相反
的附加轨道磁矩(也称感应磁矩)！
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Is M js l
js : 面磁化电流的线密度。 一般地有如下关系：
l
Is
a
i
m i a2
2a
ˆn js M e
ˆ n : 磁介质表面外法线单位 e
矢量。
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1. 磁介质：
m 0 顺磁质：介质内B > B0 ；
m 0 抗磁质：介质内B < B0 ；
2. 磁化强度：
m ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ r 0 V ˆn 3. M与磁化电流的关系： j s M e
( The end )
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四、磁化强度与磁化电流间的关系
若均匀磁化，总磁化电流：
l
I s a 2l n i
n : 单位体积内分子电流数目。 mi mi M lim V 0 V V
2 N i a V n i a2
一、物质的分子磁矩
1. 电子的轨道磁矩： 等效成圆电流：i
e 2 a / v
a
2 m iS e a 1 eva 2 2 a / v
e
v
分子磁矩 m
i
2. 电子自旋磁矩： 3. 核自旋磁矩：
＝电子轨道磁矩+电子自旋磁矩+核自旋磁矩 分子磁矩 m
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实验发现：
m M B
r 0
r : 相对磁导率。
m r 1 : 磁化率 (无单位)。
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☻在真空中：M＝0，μ r = 1， m r 1 0。 ☻顺磁质：μ r > 1， m 0 ； M与B同向。
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二、顺磁质与抗磁质
1. 顺磁质： 分子磁矩≠0 (亦称分子的固有磁矩)
外场 B0 0
B 0
2. 电子自旋磁矩： 3. 核自旋磁矩：
分子磁矩 m
＝电子轨道磁矩+电子自旋磁矩+核自旋磁矩 分子磁矩 m
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M lim V 0
mi
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2、磁介质中的安培环路定理 磁场强度
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一、磁场强度H的安培环路定理
B dl 0 ( I s
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§7.9
磁场中的磁介质
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1、 磁介质 磁化强度
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mL
e
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B
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外场 B 0 0
Is
Is B0 磁化电流 抗磁质因磁化而产生的附加磁感应强度 B 。 介质内： B B 0 B ，B 0 与 B 反向， B B0 。
L
( L内 )
I 0i )
L
I 0i
r
Is：被L包围的总磁化电流； I0i：被L包围的自由电流；
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二、顺磁质与抗磁质
1. 顺磁质： 分子磁矩≠0 (亦称分子的固有磁矩)
外场 B0 0 外场 B 0 0
B 0
B
B0 磁化电流 顺磁质因磁化而产生的附加磁感应强度 B 。 介质内： B B 0 B ，B 0 与 B 同向， B B0 。
抗磁质：μ r < 1， m 0 ； M与B反向。 实验发现：
m M B
r 0
r : 相对磁导率。
m r 1 : 磁化率 (无单位)。
Chapter 7. 恒定磁场
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☻在真空中：M＝0，μ r = 1， m r 1 0。 ☻顺磁质：μ r > 1， m 0 ； M与B同向。