磁性物理學(xué)課件

1、關(guān)于磁性物理學(xué)第一張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2極地光第三張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3宋書禮志（梁沈約 撰）鬼谷子云：鄭人取玉，必載司南，為其不惑也。晉古今注指南車起於黃帝。與蚩尤戰(zhàn)於涿鹿之野，蚩尤作大霧，兵士皆迷，於是作指南車以示四方，遂擒蚩尤。一、磁學(xué)與磁性材料的發(fā)展史第四張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也，水浮多蕩搖。指爪及碗唇上皆可為之，運(yùn)轉(zhuǎn)尤速，但堅(jiān)滑易墜，不若縷懸為最善。其法取新纊中獨(dú)繭縷，以芥子許蠟，綴于針腰，無(wú)風(fēng)處懸之，則針常指南。其中有磨而指北者。余

2、家指南、北者皆有之。磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理。宋 沈括夢(mèng)溪筆談第五張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5 18世紀(jì) 奧斯特 電流產(chǎn)生磁場(chǎng) 法拉弟效應(yīng) 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體產(chǎn)生電流 ,安培定律 構(gòu)成電磁學(xué)的基礎(chǔ) ,電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等開(kāi)創(chuàng)現(xiàn)代電氣工 業(yè) 1907年 P.Weiss的磁疇和分子場(chǎng)假設(shè) 1919年 巴克豪森效應(yīng) 1928年 海森堡模型，用量子力學(xué)解釋分子場(chǎng)起源 1931年 Bitter在顯微鏡下直接觀察到磁疇 1933年 加藤與武井發(fā)現(xiàn)含Co的永磁鐵氧體 1935年 荷蘭Snoek發(fā)明軟磁鐵氧體 1935年 Landau和Lifshitz考慮退磁場(chǎng)， 理論上預(yù)言了 磁疇結(jié)構(gòu) 1

3、946年 Bioembergen發(fā)現(xiàn)NMR效應(yīng)第六張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6 1948年 Neel建立亜鐵磁理論 1954-1957年 RKKY相互作用的建立 1958年 Mssbauer效應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 1960年 非晶態(tài)物質(zhì)的理論預(yù)言 1964年 Kondo effect 近藤 1965年 Mader和Nowick制備了CoP鐵磁非晶態(tài)合金 1970年 SmCo5稀土永磁材料的發(fā)現(xiàn) 1984年 NdFeB稀土永磁材料的發(fā)現(xiàn) Sagawa(佐川) 1986年 高溫超導(dǎo)體，Bednortz-muller 1988年 巨磁電阻GMR的發(fā)現(xiàn) 1994年 CMR龐磁電阻的發(fā)現(xiàn)，Jin等La

4、CaMnO3 1995年 隧道磁電阻TMR的發(fā)現(xiàn),T.Miyazaki 2007-10-09 法國(guó)科學(xué)家艾爾伯費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家皮特克魯伯格因發(fā)現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)獲2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第七張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73. 交換作用模型：定義磁化率有或者-順磁居里溫度關(guān)于磁學(xué)的主要理論：1. 順磁性的居里定律（居里-外斯定律）：兩個(gè)假設(shè)：分子場(chǎng)假設(shè)和磁疇假設(shè)外斯的分子場(chǎng)理論：4. 局域電子模型和巡游電子模型：5. 自旋漲落理論：第八張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8當(dāng)前磁學(xué)發(fā)展的一些方向：1、新一代永磁材料研究；2、新型磁記錄材料研究；3、生物磁性研究；4、超微結(jié)構(gòu)領(lǐng)域磁性

5、研究5、磁電子學(xué)第九張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月9目的：初步掌握磁學(xué)的基本知識(shí)；理解各類物質(zhì)磁性的起源和微觀機(jī)理；理解強(qiáng)磁性物質(zhì)有關(guān)的永磁現(xiàn)象，磁結(jié)構(gòu)及其相關(guān)理論；了解磁性在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，提高物質(zhì)磁性的途徑。為開(kāi)發(fā)新型磁性材料打下良好的基礎(chǔ)。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容和研究方法第十張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月10需要基礎(chǔ)和相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)： 電磁學(xué)，原子物理學(xué)，量子力學(xué)，熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理，固體物理參考書：磁性物理 宛德福 編鐵磁學(xué)（上、中冊(cè)）戴道聲等 編鐵磁性物理 近角聰信 編Modern magnetic materials Robert C. OHandley第十一張，PPT共三

6、十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月11主要內(nèi)容： 教材一、二、三、四、五章，六、七章選講，其余自學(xué)。包括： 1. 磁學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)； 2. 磁性起源； 3. 自發(fā)磁化理論； 4. 磁晶各項(xiàng)異性和磁致伸縮； 5. 磁疇結(jié)構(gòu)及其理論。 6. 技術(shù)磁化。第十二張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12磁學(xué)研究方法： 1. 關(guān)于理論研究： （1）應(yīng)用量子力學(xué)，根據(jù)微觀粒子性能，研究各 種狀態(tài)及其 能量； （2）應(yīng)用統(tǒng)計(jì)物理確定系統(tǒng)的配分函數(shù)；再根據(jù)熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理的關(guān)系，確立在熱力學(xué)平衡態(tài)下的有關(guān)參量。2. 實(shí)踐中研究方法： （1）考慮最主要作用，忽略次要作用； （2）不考慮磁體內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)熱力學(xué)的一般規(guī)

7、律，得到有關(guān)的磁性現(xiàn)象的宏觀理論。第十三張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月13三、磁性物理學(xué)與技術(shù)的關(guān)系：各種磁性材料磁場(chǎng)溫度應(yīng)力光 電 .各種磁效應(yīng)技術(shù)應(yīng)用+第十四張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月14第一章：物質(zhì)磁性概述磁性物理學(xué)第十五張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月學(xué)習(xí)要點(diǎn)：深入理解各種磁學(xué)量的物理概念及其相互關(guān)系；掌握物質(zhì)的磁性分類，以及各類型的磁性特征；理解靜磁能的概念，掌握計(jì)算磁場(chǎng)能量和退磁場(chǎng)能量的原理，熟練計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀的退磁因子了解磁性材料的磁化曲線和磁滯回線及其磁性參量第十六張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月16NS1-1 基本磁學(xué)量一、磁偶極矩（

8、 ）和磁矩（ ）m-m磁偶極矩d(Wb m)第十七張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月17磁矩BFFIba磁矩：表征磁偶極子磁性強(qiáng)度和方向的物理量（ 真空磁導(dǎo)率）第十八張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月18二、磁極化強(qiáng)度（ ）和磁化強(qiáng)度（ ）或者或者第十九張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月19三、磁場(chǎng)強(qiáng)度（ ）和磁感應(yīng)強(qiáng)度（ ）靜磁場(chǎng)靜電場(chǎng)1. 物理意義：兩者都是表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)強(qiáng)弱 的物理量，但意義不同。第二十張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月20+m-mrr2r1d條件：lr2 .磁偶極子的磁場(chǎng)計(jì)算第二十一張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月21(電場(chǎng)強(qiáng)度 )特例：

9、 =0， H =0, =/2， H r =0, 第二十二張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月223 .電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)畢-沙定理：1 真空中無(wú)限 長(zhǎng)直流電流 幾種特殊狀態(tài)：2 載流環(huán)形線圈中心 HIr IHr 3 長(zhǎng)直流螺線管第二十三張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月234 . ， ， 之間的關(guān)系磁場(chǎng)強(qiáng)度：表征磁場(chǎng)對(duì)一磁荷m施加磁場(chǎng)力的能力。磁感應(yīng)強(qiáng)度：表征磁場(chǎng)對(duì)一運(yùn)動(dòng)電荷q施加磁場(chǎng)力的能力。（1）國(guó)際單位制中(SI)：（真空中） （T） ， （A m-1) ， H m-1第二十四張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月24（2）高斯單位制中(CGS)：（真空中） （Gs） ， （Oe

10、) 第二十五張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月255 .磁學(xué)中的單位制：（國(guó)際單位制SI和高斯單位制CGS ）1 T=104 Gs1 Oe= 79.57 Am-1 （T） ， （A m-1) ， H m-1 （Gs） ， （Oe) （1） 和SI:CGS:（2） 和 （Wb m) ， （A m2) SI: （emu) ， （emu) CGS:1 emu= 4.10-10 Wb.m1 emu= 10-3 Am2第二十六張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月26（3） 和 J: 1 Gs=4 10-4 TM: 1 Gs= 103 Am-1 （T） ， （A m-1) （Gs） ， （Gs) SI:CGS:第二十七張，PPT共三十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月27四、磁化率（）和磁導(dǎo)率（）1. 磁化率：?jiǎn)挝淮艌?chǎng)強(qiáng)度在磁體中產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度，是表征磁體磁化難易的物理量。2. 磁導(dǎo)率：表征磁體導(dǎo)磁能力及磁化難易的物理量。I電導(dǎo)率BB