电磁学第5章习题答案

第五章磁介质磁介质：能够影响磁场的物质。

物质的磁化：在外磁场作用下磁介质出现磁性或磁性发生变化的现象称磁化。磁介质被磁化后，会产生附加磁场，从而改变原来空间磁场的分布。物质磁性来源1、“磁荷”观点：磁荷分别正（南）磁荷与负（北）磁荷，能解释磁力的作用性质，因磁单极不存在，该观点缺乏实验基础，目前不再使用。太原理工大学物理系李孟春编写铁磁质

磁介质分类顺磁质抗磁质弱磁性物质附加磁场较弱强磁性物质附加磁场较强分子电流模型中的电流的来源，实际上是物质分子内部带电粒子运动的结果，是目前流行的观点.2、分子电流观点：磁现象的本质是电流，物质的磁性来源于其中的“分子电流”。太原理工大学物理系李孟春编写§1分子电流观点一、分子磁矩1.分子电流分子中电子有

轨道运动自旋运动,分子中所有电子的运动形成分子电流,可看成是一通电小圆线圈。2.分子磁矩电子的轨道磁矩与轨道运动对应，电子自旋磁矩与自旋运动对应。分子磁矩是分子中所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩与所有核磁矩的矢量和。太原理工大学物理系李孟春编写无外磁场有外磁场用分子电流观点解释物质磁性的来源。太原理工大学物理系李孟春编写抗磁质：磁介质在磁化过程中，磁介质所产生的附加磁场与外磁场相反。

顺磁质：磁介质在磁化过程中，磁介质所产生的附加磁场与外磁场相同。金属有：锂、钠、铂、铝；非金属有：氧;化合物有：氧化铜、氯化铜、氧化钾等金属有：汞、铜、锌、金、银；非金属有：硫、碳、氮等；化合物有：水、二氧化碳、氧化钠、硫酸等太原理工大学物理系李孟春编写二、顺磁质的磁化由于热运动，分子固磁矩排列混乱，在宏观上，任意体积内分子的固有磁矩矢量之和为零，对外不显出磁性。

V1.顺磁质分子结构特征:分子的固有磁矩不为零即：无外磁场时，

m分

0

2.无外磁场太原理工大学物理系李孟春编写有磁场时，分子固有磁矩沿着外磁场方向排列，在宏观上的任意体积内,分子的固有磁矩矢量之和不为零，对外显出磁性。当外磁场越强、分子固磁矩排列越整齐、所产生的附加磁场越强。

3.有外磁场

VB0太原理工大学物理系李孟春编写在磁介质的V内,m分

0,m分排列整齐,产生附加磁场B

4.电子的进动当分子处于外磁场中时，电子的轨道运动会受一力矩在力矩作用下，电子的角动量绕外磁场方向进动。由于进动，电子产生了附加磁矩.

太原理工大学物理系李孟春编写e角动量不管电子轨道运动方向如何，附加磁矩总与外磁场方向相反。对自旋磁矩，外磁场也有同样作用。对顺磁质附加磁矩可以忽略电子轨道平面电子的进动太原理工大学物理系李孟春编写三、抗磁质的磁化1.抗磁质分子结构特征:分子的固有磁矩为零即：无外磁场时，

m分

=0

2.无外磁场由于抗磁质分子的固有磁矩为零（即m分

=0

)，在宏观上，任意体积内分子的固有磁矩矢量之和仍然为零，对外不显出磁性。

3.有外磁场虽然抗磁质分子的固有磁矩为零（即m分

=0)，但是在外磁场的作用下，电子的角动量绕外磁场方向进动。抗磁质的磁化太原理工大学物理系李孟春编写由于电子进动，产生与外磁场方向相反的附加磁矩．附加磁矩产生的附加磁场和外磁场相反。所以抗磁质磁化结果使介质内部的磁场削弱。四、磁化的描述

采用一些物理量来定量描述磁介质在外场中的磁化行为。不论顺磁质还是抗磁质，在外磁场中的磁化微观机制不同，但宏观上有共同之处。太原理工大学物理系李孟春编写在磁介质内取一小体积Δv,没有外磁场时，有外磁场时，1、磁化强度矢量单位体积内分子磁矩的矢量和。（1）磁化强度矢量（M）越大，磁化越强。（2）如果磁化强度矢量（M）处处相等，则称为均匀磁化，否则称为非均匀磁化。（3）化强度矢量方向与外场方向相同为顺磁质，相反为抗磁质。2.磁化电流磁介质磁化后，在磁介质体内和表面上可出现磁化电流.

对于非均匀磁化，磁化电流