第八章 磁介质对磁场的影响A

1、qI磁磁介介质质第八章第八章 磁场中的磁介质磁场中的磁介质8.1 磁场和磁介质之间的相互作用磁场和磁介质之间的相互作用8.2 原子的磁矩原子的磁矩8.3 磁介质的磁化磁介质的磁化8.4 磁化电流磁化电流8.5 有磁介质时磁场的规律有磁介质时磁场的规律 8.6 磁场的界面关系磁场的界面关系8.7 铁磁性材料铁磁性材料8.1 磁场和磁介质之间的相互作用磁场和磁介质之间的相互作用 磁介质磁介质在磁场中受磁场的影响，同时影响磁场的物质。在磁场中受磁场的影响，同时影响磁场的物质。磁介质对磁场的影响磁介质对磁场的影响0BI0I0BI0I00BBr r 相对磁导率相对磁导率r 1 顺磁性顺磁性1 r 如：如

2、：Mn ，Al，O2，N2 一般一般抗磁性抗磁性如：如：Cu，Ag，Cl2，H2 铁磁性铁磁性1 r 如：如：Fe，Co，Ni 磁介质的种类磁介质的种类r 0r 1 完全完全抗磁性抗磁性超导体处于超导态超导体处于超导态r 1 亚亚铁磁性铁磁性1 r 如：如：Fe3O4, Mn3O4 等铁氧体等铁氧体 反反铁磁性铁磁性 如：如：FeO，CoO，MnO r 1迈斯纳效应迈斯纳效应磁介质种类磁介质种类相对磁导率相对磁导率抗磁性抗磁性铋铋(239K)-1.7 10-4汞汞(239K)-2.9 10-5铜铜(293K)-1.0 10-5氢氢(气体气体)-4.0 10-5顺磁性顺磁性氧氧(液体，液体，90

3、K)7.7 10-3氧氧(气体，气体，293K)3.4 10-3铝铝(293K)1.7 10-5铂铂(293K)2.6 10-4铁磁性铁磁性纯铁纯铁5000(与与H有关有关)硅钢硅钢700(与与H有关有关)坡莫合金坡莫合金1 105(与与H有关有关)表一表一 几种磁介质的相对磁化率几种磁介质的相对磁化率r 11 r 1 r mr 1磁场对磁介质的影响磁场对磁介质的影响iBFr 1Al1 r F磁介质磁场8.2 原子的磁矩原子的磁矩物质的构成物质的构成磁介质磁介质分子分子原子原子 电子电子原子核原子核 质子质子中子中子粒子粒子(电子电子, 质子质子, 中子中子)磁矩磁矩 轨道磁矩轨道磁矩自旋磁矩

4、自旋磁矩单电子的轨道磁矩单电子的轨道磁矩 LmiLr电子的轨道运动周期电子的轨道运动周期rT 2电子的轨道运动电流电子的轨道运动电流eeITr 2轨道磁矩轨道磁矩22LremISI r电子轨道运动的角动量电子轨道运动的角动量eLmr 电子轨道磁矩与轨道角动量的关系电子轨道磁矩与轨道角动量的关系LmemeL2 LmemeL2 eem 2旋磁比旋磁比 负值负值 与电子的负电荷有关与电子的负电荷有关量子力学中，轨道角动量是量子化的，量子力学中，轨道角动量是量子化的，任何一个方向的投影也是量子化的任何一个方向的投影也是量子化的zLn , , , .n 0 1 2 3轨道磁矩也是量子化的轨道磁矩也是量子

5、化的LzzeeeeeemLnnmmm 222n 1.()LzeemA mm 2429 27102单电子的自旋磁矩单电子的自旋磁矩Smemes 电子自旋磁矩和自旋角动量电子自旋磁矩和自旋角动量 的关系的关系eem 旋磁比旋磁比 负值负值电子自旋角动量及其投影都是量子化的电子自旋角动量及其投影都是量子化的zL 2.()szzeeeemLA mmm 2429 27102这一磁矩，称为玻尔磁子这一磁矩，称为玻尔磁子原子中电子的总磁矩原子中电子的总磁矩eeeemgJm 2eJ总角动量总角动量em总磁矩总磁矩g朗德朗德 因子因子g取决于电子的状态取决于电子的状态原子核的磁矩原子核的磁矩质子轨道磁矩质子轨道磁矩LpppemLm 2中子无轨道磁矩中子无轨道磁矩质子自旋磁矩质子自旋磁矩SpppemgSm 2.g 5 5857.g 3 8261pm质子质量质子质量原子核的总磁矩原子核的总磁矩中子自旋磁矩中子自旋磁矩SnnpemgSm 2IIpemgJm 2核磁矩远小于电子磁矩核磁矩远小于电子磁矩IJ为核的自旋角动量为核的自旋角动量Im为核的磁矩为核的磁矩g核的朗德因子，由核决定核的朗德因子，由核决定分子磁矩和分子电流分子磁矩和分子电流 电子轨道磁矩电子轨道磁矩电子自旋