大學(xué)物理磁介質(zhì)

在考慮物質(zhì)與磁場(chǎng)的相互影響時(shí),我們把所有的物質(zhì)都稱為磁介質(zhì)。§10.8磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)

r叫磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率,它隨磁介質(zhì)的種類和狀態(tài)的不同而不同。對(duì)真空，r=1。10.8.1、磁介質(zhì)的分類磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)為B=Bo+B=rBo磁化電流產(chǎn)生附加磁場(chǎng)電介質(zhì)中的電場(chǎng)為極化電荷產(chǎn)生附加電場(chǎng)1B=Bo+B=rBo磁介質(zhì)的種類順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)統(tǒng)稱為弱磁性物質(zhì)2分子中每一個(gè)電子同時(shí)參與兩種運(yùn)動(dòng)：自旋運(yùn)動(dòng)和繞核的軌道運(yùn)動(dòng)，（1）分子(固有)磁矩對(duì)應(yīng)自旋電流和軌道電流,進(jìn)而對(duì)應(yīng)自旋磁矩和軌道磁矩。一個(gè)分子內(nèi)所有電子全部磁矩的矢量和稱為分子(固有)磁矩。圓電流I稱為分子電流。分子(固有)磁矩可用一個(gè)等效的圓電流I來表示。mI1順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化10.8.2、磁介質(zhì)的磁化3(I)加外磁場(chǎng)，分子磁矩受磁力矩的作用轉(zhuǎn)向外磁場(chǎng)方向。轉(zhuǎn)向磁化效應(yīng)。感應(yīng)磁化效應(yīng)。(II)在磁場(chǎng)中，分子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)將受到影響,引起一附加磁矩，附加磁矩總與外磁場(chǎng)反向，使總磁場(chǎng)減弱.4（2）順磁性與抗磁性(I)順磁質(zhì)及其磁化機(jī)理無外磁場(chǎng)作用時(shí)，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，分子磁矩取向各不相同,整個(gè)介質(zhì)不顯磁性。

順磁質(zhì):

每個(gè)分子的固有磁矩不為零，無外磁場(chǎng)mI5無外磁場(chǎng)順磁質(zhì)的磁化有外磁場(chǎng)在外磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)向磁化效應(yīng)，產(chǎn)生附加磁場(chǎng)B’，結(jié)果使介質(zhì)內(nèi)部磁場(chǎng)增強(qiáng)。感應(yīng)磁化效應(yīng)比轉(zhuǎn)向磁化效應(yīng)小五個(gè)數(shù)量級(jí)。B=Bo+B>Bo6(II)抗磁質(zhì)及其磁化機(jī)理感應(yīng)磁化效應(yīng)產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，與外磁場(chǎng)方向相反，使磁場(chǎng)減弱。無轉(zhuǎn)向磁化效應(yīng)只有感應(yīng)磁化效應(yīng)?？勾刨|(zhì)分子中，各電子的磁效應(yīng)相互抵消，所以分子的固有磁矩為零。B=Bo+B′<Bo710.8.3磁化強(qiáng)度（1）磁化強(qiáng)度:為了表征物質(zhì)的磁化程度，定義磁化強(qiáng)度矢量：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)分子磁矩的矢量和單位：安培/米(A/m)8Bo（2）磁化電流的形成(以順磁質(zhì)為例)。

一塊順磁質(zhì)放到外磁場(chǎng)中時(shí),它的分子的固有磁矩要沿著磁場(chǎng)方向取向,如圖所示。

考慮和這些磁矩相對(duì)應(yīng)的分子電流,可以發(fā)現(xiàn)：在均勻磁介質(zhì)內(nèi)部，各處電流的方向總是有相反的,結(jié)果相互抵消。

只有在橫截面邊緣處，分子電流未被抵消,形成與橫截面邊緣重合的一層圓電流。這種電流叫做磁化電流。pm磁化電流9

磁化電流是分子電流一段段拼接而成的,不同于金屬中自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成的傳導(dǎo)電流,所以也叫束縛電流。在外磁場(chǎng)中的作用下，均勻磁介質(zhì)的表面上出現(xiàn)磁化電流的現(xiàn)象叫做磁介質(zhì)的磁化

。101.磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理

在磁介質(zhì)中,安培環(huán)路定理應(yīng)寫為式中,Io內(nèi)和I′內(nèi)分別是閉合路徑l所包圍的傳導(dǎo)電流和磁化電流的代數(shù)和?？勺C明:定義：磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量10.8.4磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理——輔助物理量磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位：安培/米(A/m)SI11則磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理可寫為

即:磁場(chǎng)強(qiáng)度H的環(huán)流(沿任一閉合路徑l的線積分)等于該閉合路徑l所包圍的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。

實(shí)驗(yàn)表明,在各向同性磁介質(zhì)中：r相對(duì)磁導(dǎo)率,or=磁導(dǎo)率B=orH=H123.有磁介質(zhì)時(shí)磁感強(qiáng)度B的計(jì)算1)正統(tǒng)算法先假設(shè)磁介質(zhì)不存在，求出B0,再由:求出B和H。先由H的安培環(huán)路定理求出H,再由B和H的關(guān)系求得B.2)簡(jiǎn)易算法2.B與B0

的關(guān)系13例題一：長(zhǎng)直螺旋管內(nèi)充滿均勻磁介質(zhì)()，設(shè)勵(lì)磁電流，單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)為n。求管內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。解1）正統(tǒng)解法因管外磁場(chǎng)為零，取如圖所示安培回路142）簡(jiǎn)易解法已知無介質(zhì)時(shí)：故有介質(zhì)時(shí)：例題一：長(zhǎng)直螺旋管