磁介質(zhì)(一)-分子電流觀點(diǎn)資料課件

磁介質(zhì)(一)——分子電流觀點(diǎn)資料課件磁介質(zhì)的定義與分類(lèi)分子電流觀點(diǎn)的基本理論磁介質(zhì)的磁化過(guò)程磁介質(zhì)的磁化特性磁介質(zhì)的磁化反轉(zhuǎn)與磁滯現(xiàn)象磁介質(zhì)的磁化熱力學(xué)特性目錄CONTENT磁介質(zhì)的定義與分類(lèi)01磁介質(zhì)01能夠被磁場(chǎng)磁化的物質(zhì)。磁化02在外磁場(chǎng)的作用下，磁介質(zhì)內(nèi)部磁偶極子的取向變得有序，從而在宏觀上表現(xiàn)出磁性的過(guò)程。磁化強(qiáng)度03磁介質(zhì)被磁化后，其內(nèi)部磁偶極子的磁矩矢量和與介質(zhì)表面垂直的線(xiàn)段在單位面積內(nèi)的投影，表示單位面積內(nèi)磁偶極子的磁矩大小和方向。磁介質(zhì)的定義順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)和鐵磁質(zhì)。按磁化率分順磁質(zhì)抗磁質(zhì)磁化率大于零的磁介質(zhì)，如氧氣、金屬鉑等。磁化率小于零的磁介質(zhì)，如銅、銀等。030201磁介質(zhì)的分類(lèi)具有強(qiáng)磁性的磁介質(zhì)，如鐵、鎳、鈷等。鐵磁質(zhì)軟磁材料、硬磁材料、旋磁材料等。按用途分容易磁化且容易退磁的磁介質(zhì)，如硅鋼片、坡莫合金等，常用于制造變壓器、電機(jī)等。軟磁材料磁介質(zhì)的分類(lèi)不易磁化且不易退磁的磁介質(zhì)，如鐵氧體、稀土永磁材料等，常用于制造各種永磁體。硬磁材料具有特殊的旋光效應(yīng)的磁介質(zhì)，如某些稀土化合物，常用于制造光調(diào)制器、光隔離器等光學(xué)器件。旋磁材料磁介質(zhì)的分類(lèi)分子電流觀點(diǎn)的基本理論02分子電流觀點(diǎn)的提出者：安培提出時(shí)間：19世紀(jì)初提出背景：為了解釋物質(zhì)的磁性現(xiàn)象分子電流觀點(diǎn)的提物質(zhì)由分子組成，分子中存在電流分子電流之間存在相互作用分子電流的取向與物質(zhì)的磁性有關(guān)分子電流觀點(diǎn)的基本假設(shè)

分子電流觀點(diǎn)的理論基礎(chǔ)磁場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的作用磁場(chǎng)對(duì)物質(zhì)中的分子電流產(chǎn)生作用力，導(dǎo)致物質(zhì)的磁化。磁化機(jī)制物質(zhì)內(nèi)部的分子電流在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生排列和取向，形成宏觀的磁化現(xiàn)象。磁化強(qiáng)度物質(zhì)內(nèi)部的分子電流排列和取向的程度決定了物質(zhì)的磁化強(qiáng)度，即物質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁介質(zhì)的磁化過(guò)程03磁介質(zhì)在磁場(chǎng)作用下，內(nèi)部原子或分子的磁矩會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，從而產(chǎn)生宏觀的磁性。磁化現(xiàn)象根據(jù)磁化強(qiáng)度的不同，磁化現(xiàn)象可以分為順磁、抗磁和鐵磁等類(lèi)型。磁化現(xiàn)象的分類(lèi)描述磁化現(xiàn)象的物理量包括磁化強(qiáng)度、磁化率和磁化曲線(xiàn)等。磁化現(xiàn)象的物理量磁化現(xiàn)象的描述磁場(chǎng)對(duì)分子電流的作用當(dāng)磁場(chǎng)作用于物質(zhì)時(shí)，分子電流會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，從而產(chǎn)生宏觀的磁性。磁化過(guò)程的微觀機(jī)制磁化過(guò)程的微觀機(jī)制包括電子軌道磁矩和自旋磁矩的排列和取向，以及它們與外磁場(chǎng)相互作用的機(jī)制。分子電流觀點(diǎn)根據(jù)分子電流觀點(diǎn)，物質(zhì)內(nèi)部的原子或分子的電子繞核運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生分子電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁化過(guò)程的物理機(jī)制宏觀磁化強(qiáng)度是描述物質(zhì)宏觀磁性的物理量，可以通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的磁化曲線(xiàn)來(lái)獲得。宏觀磁化強(qiáng)度微觀磁化強(qiáng)度是描述物質(zhì)微觀粒子磁性的物理量，可以通過(guò)計(jì)算物質(zhì)內(nèi)部原子或分子的磁矩和磁場(chǎng)相互作用來(lái)獲得。微觀磁化強(qiáng)度根據(jù)不同的物理模型和實(shí)驗(yàn)條件，可以采用不同的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算磁化強(qiáng)度，如分子電流模型、能帶模型和量子力學(xué)方法等。磁化強(qiáng)度的計(jì)算方法磁化強(qiáng)度的計(jì)算磁介質(zhì)的磁化特性04磁滯回線(xiàn)法通過(guò)測(cè)量磁介質(zhì)在不同磁場(chǎng)下的磁滯回線(xiàn)，了解其磁滯效應(yīng)和磁化特性。磁化曲線(xiàn)法通過(guò)測(cè)量磁介質(zhì)在不同磁場(chǎng)下的磁感應(yīng)強(qiáng)度，繪制出磁化曲線(xiàn)，從而了解其磁化特性。核磁共振法利用核磁共振原理，測(cè)量物質(zhì)的磁化率，從而了解其磁化特性。磁化特性的測(cè)量方法隨著溫度的升高，物質(zhì)的磁化強(qiáng)度會(huì)降低，這是因?yàn)闊徇\(yùn)動(dòng)使得分子電流的取向變得更加隨機(jī)。溫度在強(qiáng)磁場(chǎng)下，物質(zhì)的磁化強(qiáng)度會(huì)增大，這是因?yàn)榇艌?chǎng)使得分子電流更加有序地排列。磁場(chǎng)不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，其分子電流的排列方式和磁化特性也不同。物質(zhì)結(jié)構(gòu)磁化特性的影響因素03磁共振成像利用核磁共振原理，可以制作出磁共振成像設(shè)備，用于醫(yī)學(xué)診斷和治療。01磁記錄利用磁介質(zhì)的磁化特性，可以實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)和讀取，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)硬盤(pán)、錄音帶等。02磁傳感器利用磁介質(zhì)的磁化特性，可以制作出各種磁場(chǎng)傳感器，用于檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向。磁化特性的應(yīng)用磁介質(zhì)的磁化反轉(zhuǎn)與磁滯現(xiàn)象05磁化反轉(zhuǎn)現(xiàn)象磁介質(zhì)在磁場(chǎng)作用下，其磁化強(qiáng)度從一種方向逐漸變?yōu)橄喾捶较虻默F(xiàn)象。磁化反轉(zhuǎn)的微觀機(jī)制分子電流觀點(diǎn)認(rèn)為，磁介質(zhì)的原子或分子的電子自旋磁矩在磁場(chǎng)作用下排列有序，形成宏觀磁化強(qiáng)度。當(dāng)磁場(chǎng)方向改變時(shí)，電子自旋磁矩的排列方向也隨之改變，導(dǎo)致磁化強(qiáng)度的反轉(zhuǎn)。磁化反轉(zhuǎn)的宏觀表現(xiàn)在宏觀尺度上，磁化強(qiáng)度的反轉(zhuǎn)表現(xiàn)為磁滯回線(xiàn)上的一個(gè)點(diǎn)，即磁滯回線(xiàn)的正向和反向飽和點(diǎn)。磁化反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的描述磁介質(zhì)在磁場(chǎng)變化時(shí)，其磁化強(qiáng)度并不完全跟隨磁場(chǎng)變化的現(xiàn)象。磁滯現(xiàn)象分子電流觀點(diǎn)認(rèn)為，磁介質(zhì)的原子或分子的電子自旋磁矩在磁場(chǎng)變化時(shí)，由于熱運(yùn)動(dòng)和相互作用的影響，磁化強(qiáng)度的變化滯后于磁場(chǎng)的變化。磁滯現(xiàn)象的微觀機(jī)制在宏觀尺度上，磁滯現(xiàn)象表現(xiàn)為磁滯回線(xiàn)上的曲線(xiàn)，即磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)變化的軌跡。磁滯現(xiàn)象的宏觀表現(xiàn)磁滯現(xiàn)象的描述磁化反轉(zhuǎn)與磁滯現(xiàn)象的物理機(jī)制磁場(chǎng)對(duì)電子自旋磁矩的作用是產(chǎn)生磁化的主要因素。電子自旋磁矩在磁場(chǎng)作用下發(fā)生排列有序的現(xiàn)象，形成宏觀尺度的磁化強(qiáng)度。熱運(yùn)動(dòng)與相互作用的影響熱運(yùn)動(dòng)和原子或分子之間的相互作用對(duì)磁化過(guò)程產(chǎn)生影響，導(dǎo)致磁化強(qiáng)度的變化滯后于磁場(chǎng)的變化，產(chǎn)生磁滯現(xiàn)象。磁化反轉(zhuǎn)與磁滯現(xiàn)象的關(guān)系磁化反轉(zhuǎn)和磁滯現(xiàn)象是相互關(guān)聯(lián)的。在磁場(chǎng)變化過(guò)程中，磁化強(qiáng)度的反轉(zhuǎn)與滯后都反映了磁場(chǎng)對(duì)電子自旋磁矩作用的物理機(jī)制。磁場(chǎng)對(duì)電子自旋磁矩的作用磁介質(zhì)的磁化熱力學(xué)特性06熱力學(xué)系統(tǒng)一個(gè)與周?chē)h(huán)境隔絕的物質(zhì)系統(tǒng)，其狀態(tài)由一組宏觀可測(cè)的物理量（如溫度、壓力、體積等）描述。熱力學(xué)過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間的變化過(guò)程，包括等溫過(guò)程、絕熱過(guò)程、等壓過(guò)程等。熱力學(xué)第一定律能量守恒定律在熱力學(xué)中的表述，即系統(tǒng)吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加和系統(tǒng)對(duì)外做的功之和。熱力學(xué)基本概念磁化熵描述磁介質(zhì)中磁有序程度的物理量，其值與磁化強(qiáng)度的分布情況有關(guān)。磁化自由能描述磁介質(zhì)在磁化過(guò)程中的自由能變化的物理量，包括分子電流和磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的能量。磁化強(qiáng)度描述磁介質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量場(chǎng)，其大小和方向分別表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的幅度和方向。磁化熱力學(xué)特性的描述12