磁场中磁介质.ppt

pm
M L
M
L
pm

L
pm


mVr
e 2m
L
pm 电子磁矩受到力矩
pm
M
B0
角动量定理
M

dL
dt
绕磁场进动附加一磁矩pm与外场

pm
B0
B
B0反向。
三、磁化质的顺磁性与抗磁性
1、顺磁质
分子的固有磁矩不为零 pm 0
三 各向同性的磁介质

B 0H 0M


M mH
m — 介质的磁化率

B

H M
0

B
0


mH

B 0(1 m )H 0r
介质的磁导率
令： r 1 m 称为相对磁导率

B H
磁介质中的
安培环路定理

Bdl
p m
总与外磁场 方向反向
电子的附加磁矩总是削弱外磁场的作用。
B B0
抗磁性是一切磁介质共同具有的特性。
3.介质磁化的过程如下： 顺磁质
在p外m取场向中pm与pBm00一致pm B B0 B' B0
抗磁质 在p外m场取p中向m 与0pBm0反向0 B B0 B' B0

L

B dl
L
0
I0 0
M dl
L

B
L


( M ) dl
L 定义磁场强度
0 H

B
M
L
I0
单位：安培/米(A/m)
0
LH dl I0
在稳恒磁场中，磁场强度L矢量沿任一闭合路径
的线积分（即环流）等于包围在环路内各传导电

sBo dS 0
B dS 0
s
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B dS s
(
s
Bo

B
)
dS

0
磁介质中的高斯定理
通过磁场中任一闭合曲面的总磁通量为零
二、磁介质中的安培环路定理

B dl L

0
(I0 Is )
L

LM dl Is
磁场中的磁介质
磁介质 磁化强度 磁介质——能与磁场产生相互作用的物质 磁化——磁介质在磁场作用下所发生的变化
一、 物质磁性的概述
B
R
0
I
无磁介质时：
B0 0nI

R
磁介质
I
S
E
dS

0

S
q

0
S
P
dS

S (0E P) dS q

S
D 0E P

D dS S
V edV
B,
H
,
M
之间的关系
流电流的代数和，而与磁化电流无关。
H

B
M

几点说明：
0

H dl L

I0
L内
1）仍H然是是一B辅 助（物B理H量名，称描张述冠磁李场戴的了基）本物理量

2）H 的单位是A/m（SI制）
3）H

B

M
是一普遍关系式，可以写成：
0



B 0H 0M
取如图所示的积分环路abcda:

LM dl Mab s ab Is
ab dc
磁化强度对闭合回路L的线积分，等于穿过以 L为周界的任意曲面的磁化电流的代数和。
12-2 介质中的磁场 磁场强度
S
一、磁介质中的高斯定理


B
sB

dS


0

B
B B0 B'
B0
指出一点：附加磁矩 pm 与 pm 相比要小得多，
相差两个数量级。因此磁介质中的 磁场是加强了。 B B0 （顺磁质）
pm 0


B0
B0
2、抗磁质
分子的固有磁矩为零 pm 0
在外磁场中，抗磁质分子会产生附加磁矩
电子绕核的轨道运动 电子本身自旋
pm
外磁场场作用下产生 附加磁矩
等效于圆电流——分子电流
分子电流所对应的磁矩在 外磁场中的行为决定介质 的特性。
分子磁矩在外磁场中受到 磁力矩，使它向磁场方向 偏转，且按统计规律取向
pm

ISnˆ
M

pm
B
pm B
I
pm
I
pm
I
I
pm
轨道角动量与磁矩的关系：

pm

Ir 2

e
V
2r
r 2
为抗磁质
3）此B种磁介B质0 称 B 为铁磁质
I
B Bo B 附加磁场
根据 B 的大小和方向可将磁介质分为三大类 （1）顺磁质 B B0 （3）铁磁质 B B0 （2）抗磁质 B B0
二、分子电流与分子磁矩
分子磁矩
轨道磁矩 ——电子绕核的轨道运动 自旋磁矩 ——电子本身自旋
R 锰、铝、氮气----
I
R 水银、铜、氢….
I
R 铁、钴、镍及其合金
充有磁介质时
B B Bo B B 1）B B0
此种磁介质称 为顺磁质
2）B B0 B 此种磁介质称
四、磁化强度与磁化电流 定义:磁化强度


pmi
M i
V
A m1
I0 Is
Is——磁化电流
s——沿轴线单位长度上的磁化电流
（磁化面电流密度）
pm
IsS
s LS
M
M

pm V

s LS
LS
s
磁化强度M在量值上等于磁化面电流密度。
n为S 介质M表面n外法线式的中单：位M矢为。磁化强度
L

0
I0 0
Is
L
L


L B dl 0 I 0 L M dl
L (
B
0


L
M ) dl
B


L
I
H M
0

LH dl I0 L
电介质中的
高斯定理
S
E

dS

1
0

S
(q

qi' )
1
1
无外磁场作用时，由
于分子的热运动，分
子磁矩取向各不相同,
整个介质不显磁性。

pm

0
有外磁场时，分子磁矩要 受到一个力矩的作用，使分子 磁矩转向外磁场的方向。

pm
M
B0
M pm B0
分子磁矩产生的磁场方向和外磁场方向一致，
顺磁质磁化结果，使介质内部磁场增强。
B B0