高二物理競賽鐵磁質(zhì)課件

鐵磁質(zhì)B----H長直導(dǎo)線外，到導(dǎo)線距離相等的點，磁針感受到的“磁場”強度相同;距離不同的點，“磁場”強度隨著距離成反比。這樣，通過力學(xué)測量和電流強度定義一個物理量H，2*pi*r*H=I---安培環(huán)路定理的一般積分形式。

研究帶電粒子的受力。

對于一定速度的粒子，加上剛才的磁場，通過幾何軌道，牛頓力學(xué)，你可以測出粒子受的力。你發(fā)現(xiàn)受的力和電荷數(shù)q以及速度成正比，也和H成正比，但是力F并不直接等于qvH，而是還差一個因子：F=A*q*vⅹH，A只是個待定因子，暫未賦予物理意義。

這個公式多了個外加因子，不好看?，F(xiàn)在你開始考慮構(gòu)建“磁導(dǎo)率”這個概念，因為H只是電流外加給的磁場，你希望通過粒子受力，直接定義一個粒子感受到的磁場——叫它B，使得F=qvⅹB成立。散度和旋度在矢量場F中的任一點M處作一個包圍該點的任意閉合曲面S，當S所限定的體積ΔV以任何方式趨近于0時，則比值∮F·dS/ΔV的極限稱為矢量場F在點M處的散度，并記作divF。由散度的定義可知，divF表示在點M處的單位體積內(nèi)散發(fā)出來的矢量F的通量，所以divF描述了通量源的密度。散度的重要性在于，可用表征空間各點矢量場發(fā)散的強弱程度，當divF>0，表示該點有散發(fā)通量的正源；當divF<0表示該點有吸收通量的負源；當div=0，表示該點為無源場旋度的物理意義設(shè)想將閉合曲線縮小到其內(nèi)某一點附近，那么以閉合曲線L為界的面積也將逐漸減小.一般說來，這兩者的比值有一極限值，記作即單位面積平均環(huán)流的極限。它與閉合曲線的形狀無關(guān)，但顯然依賴于以閉合曲線為界的面積法線方向且通常L的正方向與規(guī)定要構(gòu)成右手螺旋法則,旋度的重要性在于，可用通過研究表征矢量在某點附近各方向上環(huán)流強弱的程度,進而得到其單位面積平均環(huán)流的極限的大小程度R1<r<R2：

r>R2：磁場分布與電流滿足右手螺旋定則

1.鐵磁質(zhì)的基本性質(zhì)(1)相對磁導(dǎo)率r>>1：一般可達102~104，最高可達106(2)

隨H而變化，即B與H之間是非線性關(guān)系起始磁化曲線鐵磁質(zhì)

(3)磁滯現(xiàn)象Br:

剩余磁感應(yīng)強度Hc:矯頑力磁滯回線(4)鐵磁質(zhì)有一臨界溫度Tc---居里點T>Tc時，鐵磁質(zhì)將喪失其鐵磁性而轉(zhuǎn)為順磁質(zhì)

2.鐵磁質(zhì)的微觀解釋磁疇：相鄰原子中的電子自旋磁矩自發(fā)地平行排列，形成一個個小的自發(fā)磁化區(qū)(1)無外磁場：各磁疇磁化方向雜亂無章——對外不顯磁性

(2)外加磁場疇壁運動：磁疇的磁化方向轉(zhuǎn)向外場方向，與外磁場方向相同或相近的磁疇的體積逐漸增大，反之則逐漸縮小外場越強，轉(zhuǎn)向越充分。所有磁疇都沿外磁場方向排列時則達到飽和磁化狀態(tài)——磁性很強鐵磁質(zhì)的磁化微觀機制（續(xù)）H0HHHH

各磁疇磁化方向混亂，整體不顯磁性.疇壁運動

磁疇的自發(fā)磁化方向與外場方向相同或相近的磁疇體積擴大,反之縮小.磁疇壁發(fā)生運動.磁疇轉(zhuǎn)向

磁疇的自發(fā)磁化方向轉(zhuǎn)向外場方向.飽和

全部磁疇方向均轉(zhuǎn)向外場方向.磁滯現(xiàn)象及剩磁,是因磁化時磁疇相互摩擦發(fā)熱,使過程不可逆.

(3)去除外磁場：分裂成許多磁疇。由于摻雜和內(nèi)應(yīng)力等原因，磁疇之間存在摩擦阻力，使磁疇不能恢復(fù)到磁化前的雜亂排列狀態(tài)——表現(xiàn)出磁滯現(xiàn)象(4)T升高，分子熱運動加劇。T>Tc時，磁疇全部被破壞，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)為順磁質(zhì)——存在居里點3.軟磁材料與硬磁材料軟磁材料：矯頑力小(Hc約為1A/m)的材料——剩磁容易消除磁滯回線狹長，包圍的面積很小在相當寬的范圍內(nèi)，可視為高磁導(dǎo)率的線性介質(zhì)應(yīng)用：變壓器、鎮(zhèn)流器、電動機、電感等的鐵芯硬磁材料：矯頑力大(Hc約為104206A/m)的材料——剩磁容易保持應(yīng)用：永磁體(如揚聲器、耳機等的永磁體)、記錄磁帶、計算機的記憶元件磁滯回線較寬，包圍的面積較大常見的鐵磁材料三類常見的鐵磁材料及其磁滯回線形態(tài)HBOHBOHBO軟磁材料硬磁材料矩磁材料矯頑力小,易充退磁.如純鐵硅鋼等.用于電機變壓器繼電器等的鐵芯.矯頑力大,剩磁也大.如錳鎂鐵氧體等用于電磁儀表揚聲器等的永久磁鐵