11.大学物理电子教案磁场与介质的相互作用.doc

第十一章 磁场与介质的相互作用（interaction of magnetic field with magnetic medium）111 磁介质的磁化（magnetization of magnetic medium）一、 磁化（magnetization） 1、现象（phenomenon）介质置于磁场后，其磁感应强度与真空中的磁感应强度 不同，会产生附加磁场 2、介质中的磁场（magnetic field of magnetic medium ） 比率为相对磁导率 3、种类（kind）（1）顺磁质 （接近1），铝、镁、氧（2）抗磁质 （接近1），氢、钠、铜（3）铁磁质 1 ，铁、钴、镍二、 顺磁质的磁化（magnetization of paramagnetic material）电子磁矩：电子绕核旋转产生电子磁矩，电子磁矩矢量和分子磁矩无时各分子磁矩乱，相消不显磁，加后，各分子磁矩均须按取向才稳定，宏观上产生附加磁场 三、 抗磁质的磁化（magnetization of diamagnetic material）1、各电子磁矩相互抵消，无分子磁矩，无，无磁性2、加时各电子闭合回路感应出感应电（无阻尼）流产生与 。相反（楞次定律）磁场，出现抗磁性感应磁化四、磁化电流（current if magnetization） 1、形成（produce） 、无，各分子电流排列混乱，磁效应相互抵消、加后，各分子电流有序排列如图，中间部分相互抵消，剩下边缘部分叠加形成沿介质表面的来缚电流 2、表示（show）设介质棒长，磁化电流密度（单位长度磁化电流），则磁化电流附加磁场（因而生）参见式（9.15） (N=1)故112磁介质中的安培环路定理（Ampere circuital theorem in magnetic medium）一、环路定理（circuital theorem） 1、推导（calculate） 为简便计，我们假设前面讨论真空中情况时，磁场为真空中的磁场，电流就是传导电流，于是将真空中的环路定理与相对磁导率 结合，得 式中， 称为磁场强度2、物理意义（explain in physics）磁场强度对环路的积分等于环路所包围传导电流的代数和二、磁场强度（magnetic field strength）1、 定义（definition） 2、 性质（property）（1） 辅助量，与的关系为（2） 仅为传导电流的函数三、应用（application）求具有某种对称性的磁场1、 方法（way）先用定理求，再用公式求，2、 例（example） 有两个半径分别为，的长直同轴圆筒状导体，其间充以两层相对磁导率分别为，的均匀磁介质，分界面的半径为R（如图）高级电流由外筒进，内筒出，求介质中的大小（1）求H解 这是一个轴对称场，在轴线上取半径作圆环据环路定理有=（2）求B在介质1中 在介质2中 113 铁磁质 （ferromagnetic）一、磁化（magnetization） 1、磁化曲线（curve of magnetization）磁退 再磁化 如图 （1）有磁滞回路：磁化（3） 有剩磁饱和磁场，乘磁及矫枉力 2、铁磁特性（property of ferromagnetic material）（1） 很大。且不为常数（2） 有磁滞回路 （3）有居里点（温度高于居里点，铁磁性消失，成顺磁性）1、 磁畴(magnetic domain)铁磁质内“自发磁化”小区，它们具有各自的磁场。二、磁化机理(reason of magnetization ) 2、解释（explain） （1）无外场 各磁畴磁矩混乱排列，抵消，无磁性 （2）加外场初， 磁壁位移，扩壁，破壁，介质磁性（01）次致使各磁矩沿外场 取向，磁性大增，（12） 后，再增外场，但各磁矩对B的贡献已基本献出，无余力可挖，场饱和出现（2a）磁化为一宏观不