順磁性物質(zhì)的磁化教學提綱

順磁性物質(zhì)的磁化電子的循軌磁矩:電子的自旋磁矩:電子的磁矩e：單位電荷；h:普朗克常數(shù)；m:電子質(zhì)量；l:軌道量子數(shù)；s:自旋量子數(shù)。外磁場（Z）方向上的磁矩分量：電子的軌道磁矩

軌道電流產(chǎn)生的軌道磁矩為：電子軌道運動的角動量為：

軌道角動量與軌道磁矩關系：角動量的方向始終與軌道磁矩方向相反。Pm=ISIL原子的磁矩電子磁矩由電子的軌道磁矩和自旋磁矩組成孤立原子的磁矩決定于原子的結構某些元素具有各層都充滿電子的原子結構，其電子磁矩相互抵消，因而不顯磁性原子構成晶體后，過渡族元素鐵族3d，鈀族4d，鉑族5d，錒族6d殼層未滿，由于晶場作用使電子的軌道角動量動結。F電子影響較小。電子（軌道+自旋）磁矩>>原子核的磁矩物質(zhì)磁性的本質(zhì)順磁性物質(zhì)的磁化在強磁場中的順磁性物質(zhì)H=0時的順磁性物質(zhì)磁鐵是怎么被磁化的呢？

MH鐵磁體順磁體三.磁化率和磁導率MHχH磁化率χ

:反映物質(zhì)磁化難易程度(MagneticSusceptibility)：H=0H1>0H2>H1磁導率μ磁性的基本量及單位磁導率μ磁感應強度:B(特斯拉)磁化強度:M(安/米)磁場強度:H(安/米)BMHsHMBμH順磁性物質(zhì)的磁化H=0H≠0磁性的分類弱磁性:1.抗磁性：

χ是甚小的負常數(shù)，約~10-6數(shù)量級。M與H反向.2.順磁性：χ是正常數(shù)，約10-3~10-6數(shù)量級.3.反鐵磁性：χ為甚小的正常數(shù).強磁性4.鐵磁體：

χ為很大的正變數(shù)，約在10~106數(shù)量級。5.亞鐵磁體：與鐵磁體相似，但χ值較小，如磁鐵礦（Fe3O4)。MH抗磁性順磁性亞鐵磁性鐵磁性反鐵磁ClassesofMagneticMaterials順磁性順磁性定義:當材料被磁化后,磁化矢量與外加磁場的方向相同時，固體表現(xiàn)為順磁性。順磁性物質(zhì)的磁化率一般很小，室溫下約為10-3~10-6數(shù)量級。原子內(nèi)部存在固有磁矩(離子有未填滿的電子殼層)。如過渡元素、稀土元素：3d-金屬Ti,V;4d-金屬鈮Nb,鋯Zr,鉬Mo，鈀Pd；5d-金屬(Hf,Ta,W,鉑Pt）。自由電子的順磁性大于離子的抗磁性。如：堿金屬和堿土金屬離子雖然是填滿的殼層，但Li，Na,K，Mg，Al是順磁性金屬。順磁性物質(zhì)的磁化率與溫度的關系服從居里-外斯定律：磁性的分類抗磁性定義:當材料被磁化后,磁化矢量與外加磁場的方向相反時，固體表現(xiàn)為抗磁性。抗磁性物質(zhì)的抗磁性一般很微弱，磁化率χ是甚小的負常數(shù)(M與H反向)，一般約為~10-6數(shù)量級。抗磁性是電子電子的循軌運動在外加磁場作用下的結果.任何金屬都具有抗磁性.金屬中有一半是抗磁金屬。Cu,Ag,Au,Hg,Zn,Bi等。(因抗磁性大于電子的順磁性)抗磁性磁性的分類運動電子在外磁場作用下，受電磁感應而表現(xiàn)出的特性。所有物質(zhì)都具有抗磁性，但只有滿殼層電子的原子才能表現(xiàn)出抗磁性來。HiiμΔMΔFeFeμΔM附加磁矩：原子抗磁矩:抗磁性鐵磁性鐵磁性有一類物質(zhì)如Fe,Co,Ni，室溫下磁化率可達10~106數(shù)量級，這類物質(zhì)的磁性稱為鐵磁性鐵磁性物質(zhì)即使在較弱的磁場內(nèi)，也可得到極高的磁化強度，而且當外磁場移去后，仍可保留極強的磁性（有剩磁）。各類磁性物質(zhì)的-曲線示于下圖磁性的分類鐵磁性鐵磁體的鐵磁性只在某一溫度以下才表現(xiàn)出來，超過這一溫度，鐵磁性消失。這一溫度稱為居里點其磁化率與溫度的關系服從居里一外斯定律

鐵磁性磁性的分類α-Fe→γ-Fe(910℃);

γ-Fe→δ-Fe(1401℃);1/χ5009001300t/℃鐵在高溫時順磁磁化率的變化

反鐵磁自旋有序，首先是由舒爾和司馬特利用中子衍射實驗在MnO上證實。MnO的晶體結構是Mn離子形成面心立方晶格，O離子位于每個Mn-Mn對之間。從中子衍射線，超過奈耳點的室溫衍射圖與奈耳點以下80K溫度的衍射圖比較，看到低于奈耳點的衍射圖有額外的超點陣線，通過分析得到反鐵磁的磁結構。奈耳點以上奈耳點以下反鐵磁性磁性的分類亞鐵磁性體：相鄰原子磁體反平行，磁矩大小不同，產(chǎn)生與鐵磁性相類似的磁性。一般稱為鐵氧體的大部分鐵系氧化物即為此。磁性材料：鐵磁性與亞鐵磁性的統(tǒng)稱。亞鐵磁性體磁性的分類一、基本參量及單位B:1T=104G;H:1kAm-1=4πOe;M:1kAm-1=emucm-3(BH)max:1kJm-3=4π10-2MGOe磁矩μm：磁化強度M：M=∑μm/ΔV磁場強度H：=ml=μ0μm

磁極化強度Jm：Jm=μ0M磁感應強度B：磁偶極矩

jmμm

=is(CGS:Gauss;Oe;emu/cm3)B

=H+4πM(SI:T特斯拉；A/m；A/m或Wb/m2);B

=μ0(H+M)

單位換算：電子的循軌磁矩:電子的磁矩s:自旋量子數(shù)玻爾磁子：電子的自旋磁矩:l:軌道量子數(shù)電子磁矩由電子的軌道磁矩和自旋磁矩組成孤立原子的磁矩決定于原子的結構某些元素具有各層都充滿電子的原子結構，其電子磁矩相互抵消，因而不顯磁性原子構成晶體后，過渡族元素鐵族3d，鈀族4d，鉑族5d，錒族6d殼層未滿，由于晶場作用使電子的軌道角動量動結。F電子影響較小。電子（軌道+自旋）磁矩>>原子核的磁矩原子磁矩磁性的分類弱磁性:1.抗磁性：

χ是甚小的負常數(shù)，約~10-6數(shù)量級。M與H反向。金屬中有一半是抗磁體。Cu,Ag,Au,Hg,Zn等。2.順磁性：χ是正常數(shù)，約10-3~10-6數(shù)量級。鉑，鈀，奧氏體不銹鋼。Li,Na,K等。3.反鐵磁性：χ為甚小的正常數(shù)。如α-錳，鉻，氧化鎳，氧化錳等。強磁性4.鐵磁體：

χ為很大的正變數(shù)，約在10~106數(shù)量級。5.亞鐵磁體：與鐵磁體相似，但χ值較小，如磁鐵礦（Fe3O4)。MH抗磁性順磁性亞鐵磁性鐵磁性反鐵磁ClassesofMagneticMaterials正離子的抗磁性源于其電子的軌道運動，正離子的順磁性源于原子的固有磁矩。自由電子的順磁性源于電子的自旋運動,自旋磁矩轉到外磁場方向；自由電子的抗磁性源于電子受洛倫茲力而做圓周運動，產(chǎn)生的磁矩與外磁場反向。強順磁性過渡族金屬

Pd溶于Cu,Ag中情況χrPd×100500-20×10-820×10-8Cu-PdAg-Pd1/χ5009001300t/℃鐵在高溫時順磁磁化率的變化影響磁化率的因素磁化率的測量磁秤法：F=χVHdH/dx

χ2=χ1I2/I1P142復