11-8 磁介质 顺磁质和抗磁质的磁化.ppt

1、121 磁场中的磁介质,1.磁介质的分类,2.磁介质的磁化,3.磁化的描述,分子电流：把分子或原子看作一个整体，分子或原子中各个电子对外界所产生磁效应的总和，可用一个等效的圆电流表示，统称为分子电流。,分子磁矩：把分子所具有的磁矩统称为分子磁矩，用符号 表示。,一、分子电流和分子磁矩,（表格）,磁 化：磁场对磁场中的物质的作用称为磁化。,磁介质：在磁场中影响原磁场的物质称为磁介质。,总磁感强度,附加磁感强度,外加磁感强度,磁化后介质内部的磁场与附加磁场和外磁场的关系：,二、磁介质的磁化,抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等),铁磁质(铁、钴、镍等),顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等),定义,在介质均匀充满

2、磁场的情况下,相对 磁导率,1. 磁介质的分类,磁介质和电介质类比,抗磁材料在外磁场的作用下，磁体内任意体积元中大量分子或原子的附加磁矩的矢量和 有一定的量值，结果在磁体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场，这就是抗磁性的起源。它是一切磁介质所共有的性质 。,2、抗磁质的磁化,电子的进动：在外磁场的作用下，分子或原子中，和每个电子相联系的磁矩都受到磁力矩的作用，由于分子或原子中的电子以一定的角动量作高速转动，这时，每个电子除了保持环绕原子核的运动和电子本身的自旋以外，还要附加电子磁矩以外磁场方向为轴线的转动，称为电子的进动。,附加磁矩：因进动而产生的等效磁矩称为附加磁矩，用符号 表示。,可以证

3、明：不论电子原来的磁矩与磁场方向之间的夹角是何值，在外磁场 中，电子角动量 进动的转向总是和 磁力矩 的方向构成右手螺旋关系。这种等效圆电流的磁矩的方向永远与 的方向相反。,( 比 小5个数量级）,3、顺磁质的磁化,顺磁质磁化：分子磁矩转到外磁场方向 因而附加场与外场同方向,（磁化图）,反映磁介质磁化程度(大小与方向)的物理量。,均匀磁化,非均匀磁化,磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和 加上附加磁矩的矢量和 ，称为磁化强度，用 表示。,磁化强度的单位：,1、磁化强度,三、磁化描述,注意：对顺磁质， 可以忽略； 对抗磁质 ， 对于真空， 。,外磁场为零，磁化强度为零。,外磁场不为零:,

4、顺磁质,抗磁质,对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺线管，称为磁化面电流（或安培表面电流）。,2、磁化电流,设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为 （面磁化电流密度），则长为l 的一段介质上的磁化电流强度IS为,取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质内部，平行与柱体轴线，长度为l，而BC、AD两边则垂直于柱面。,磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围的面积内的总磁化电流。,磁介质磁化和电介质极化类比,磁化电流：,无磁介质时,有磁介质时,一、有介质时的安培环路定理、磁场强度,122 磁介质中的磁场,定义磁场强度：,有磁介质时的安培环路定理,实验证明：对于各向同性的介质：,式中 只与磁介质的性质有关，称为磁介质的磁化率，是一个纯数。如果磁介质是均匀的，它是一个常量；如果磁介质是不均匀的，它是空间位