磁場與物質(zhì)的相互作用

第15章磁場與物質(zhì)的相互作用§15.1物質(zhì)的磁化§15.2磁化強(qiáng)度和磁化電流§15.3介質(zhì)中磁場的基本規(guī)律§15.4鐵磁物質(zhì)§1物質(zhì)的磁化一、磁介質(zhì)的分類及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)證明：

若載流導(dǎo)線周圍空間充滿均勻各向同性介質(zhì)，則介質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相對磁導(dǎo)率純數(shù)順磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)超導(dǎo)體大多數(shù)順磁質(zhì)所有抗磁質(zhì)（103~104）與有關(guān)，不是恒量外場撤除后仍保留部分磁性§1物質(zhì)的磁化一、磁介質(zhì)的分類及性質(zhì)磁介質(zhì)處于磁場中與磁場發(fā)生相互作用的物質(zhì)物質(zhì)分子中的原子、電子外磁場相互作用物質(zhì)被磁化過程：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變產(chǎn)生磁化電流產(chǎn)生附加磁場再作用于磁化電流??????達(dá)到平衡§1物質(zhì)的磁化二、原子的磁矩eI電子運(yùn)動(dòng)周期軌道磁矩軌道角動(dòng)量電子自旋磁矩為自旋角動(dòng)量§1物質(zhì)的磁化三、抗磁性抗磁性存在于一切磁介質(zhì)中起源：電子軌道運(yùn)動(dòng)在外磁場作用下的微小變化??旋進(jìn)電子產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)動(dòng)形成附加磁矩§1物質(zhì)的磁化三、抗磁性?設(shè)電子質(zhì)量m，運(yùn)動(dòng)半徑r，角速度w由角動(dòng)量定理作旋進(jìn)，大小不變由旋進(jìn)角速度（拉摩圓頻率）亦即：電子獲一附加角動(dòng)量，產(chǎn)生一附加磁矩§1物質(zhì)的磁化三、抗磁性分子磁矩抗磁質(zhì)分子磁矩分子中每個(gè)電子的磁矩外磁場的作用產(chǎn)生與外場方向相反的附加磁場抗磁性?§1物質(zhì)的磁化四、順磁性順磁質(zhì)分子磁矩?zé)o外場時(shí)，在宏觀體元內(nèi)原因：熱運(yùn)動(dòng)使取向無規(guī)有外場時(shí)，不同方向的將轉(zhuǎn)向外場方向原因：力矩作用或從能量角度或多或少地轉(zhuǎn)向外場方向，在一定程度上沿外場方向排列熱運(yùn)動(dòng)將破壞磁矩的規(guī)則排列，溫度越高，順磁性越弱（居里定律）順磁性和抗磁性分子（固有）磁矩：順磁質(zhì)：抗磁質(zhì)：分子附加磁矩：感應(yīng)磁化取向磁化

分子電流§15.2磁化強(qiáng)度和磁化電流一、磁化強(qiáng)度SI中單位：二、磁化電流?定義：總效果：在磁介質(zhì)表面形成磁化電流。斜柱體總磁矩：想象從磁介質(zhì)表面處挖出一小的斜柱體根據(jù)定義：qDSdlqDSdl已知磁化強(qiáng)度求磁化電流：在兩種磁介質(zhì)的界面處情況如何？對比電介質(zhì)學(xué)習(xí)[例15-1]

求均勻磁化介質(zhì)球磁化電流及其在球心處產(chǎn)生磁場。球帶狀圓電流在球心處產(chǎn)生磁場§15-3介質(zhì)中磁場的基本規(guī)律一、介質(zhì)中磁場的高斯定理二、磁場強(qiáng)度介質(zhì)中磁場的安培環(huán)路定理：磁化電流產(chǎn)生：外磁場困難所在：對比電介質(zhì)學(xué)習(xí)考慮無限長直電流情況(磁場強(qiáng)度)SI中H之單位：A/m取閉合回路l剝?nèi)ネ鈬沤橘|(zhì)三、各向同性的磁介質(zhì)抗磁質(zhì)順磁質(zhì)實(shí)驗(yàn)公式：：介質(zhì)的磁化率：介質(zhì)的磁導(dǎo)率：介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率利用磁高斯定理和安培環(huán)路定理可證明：在不同介質(zhì)交界面兩側(cè)的磁場滿足如下邊界條件：[例15-2]

求磁介質(zhì)中的磁化強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度及其表面磁化電流線密度。細(xì)長均勻磁化棒,磁化強(qiáng)度M，沿棒長方向。求圖中各點(diǎn)的H、B。1234567M均勻磁化，只存在磁化面電流，長直螺線管？由§15-4鐵磁物質(zhì)一、鐵磁質(zhì)的磁滯回線oabcdefgHB飽和B-H磁滯回線退磁二、鐵磁質(zhì)的理論解釋自發(fā)飽和磁化區(qū)域飽和磁化軟磁：制作：電磁鐵，變壓器大小磁滯回線窄硬磁：制作：永磁鐵大大二、鐵磁材料的應(yīng)用矩磁：記憶元件北宋曾公亮在其《武經(jīng)總要》中記載的指南魚的制作方法。曾公亮的原文為："以薄鐵葉剪裁，長二寸，闊五分，首尾銳如魚形，置炭火中燒之，候通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止，以密器收之。用時(shí)置水碗于無風(fēng)處，平放魚在水面令浮，其首常南向午也。"對這段記載，《中國通史》的作者解釋說："這里加熱是使鐵磁物質(zhì)中的磁疇增加動(dòng)能，