15磁介质的磁化磁化强度矢量--大学物理电子教案

1磁介质的磁化磁化强度2①.顺磁介质磁场中放入磁介质磁介质发生磁化产生附加磁场如铝、锰、铬等。一、磁介质的磁化现象1.磁介质的分类凡是能与磁场发生相互作用的物质叫磁介质。B0B顺磁介质中产生的附加磁场与外场方向相同，磁介质中的场要比外场大。B0BB0B00BBBB②抗磁介质抗磁介质中产生的附加磁场与外场方向相反，磁介质中的场要比外场小。B0BB0BBB0BB3如金属金、银、铜等。00BBBBBB0B③铁磁介质0BBB铁磁介质中产生的附加磁场与外场方向相同，但磁介质中的场要远比外场大，是外场的几百倍到几万倍。B0BB0B00BBBB如金属钢、铁、钴、镍等。2.磁介质的磁化机制类似电介质的讨论，从物质电结构来说明磁性的起源。iNS相当于一磁偶极子4整个分子磁矩是其中各个电子的轨道磁矩和自旋磁矩以及核的自旋磁矩的矢量和（核的自旋磁矩常可忽略）。原子中电子参与两种运动：自旋及绕核的轨道运动，对应有轨道磁矩和自旋磁矩。Impmp顺磁质：由具有固有磁矩的分子组成。分子中各电子的磁矩不完全抵消，整个分子具有一定的固有磁矩。抗磁质：分子中各电子的磁矩完全抵消，整个分子不具有固有的磁矩。1.顺磁质的磁化机制0mP磁介质是由大量分子或原子组成，无外场时，顺磁质分子的磁矩排列杂乱无章，介质内分子磁矩的矢量和。50mP有外磁场时，这些分子固有磁矩就要受到磁场的力矩作用，0B等效Is⊙0B0BB从导体横截面看，导体内部分子电流两两反向，相互抵消。导体边缘分子电流同向,未被抵消的分子电流沿着柱面流动。分子电流可等效成磁介质表面的磁化电流Is，Is产生附加磁场。分子磁矩的矢量和:力矩的方向力图使分子磁矩的方向沿外场转向。各分子磁矩都在一定程度上沿外磁场方向排列起来.6Lfff核心加外磁场后，电子受的向心力为核力和洛仑兹力的叠加，i核fLf核f0BeivBmp产生反向电子附加磁矩mpB2.抗磁质的磁化机制磁化电流Is可产生附加磁场，但无热效应，因为无宏观电荷的移动，磁化电流束缚在介质表面上，不可引出，因此，磁化电流也称为束缚电流。00BBBB对抗磁介质来说，无外磁场时，各电子的磁矩矢量和为0，分子磁矩,分子不显磁性。0mP7综上所述：不论电子的轨道磁矩方向如何，附加磁场总与外场反向，Lf核fei0BvBmpLf核f0BeivBmpLfff核心核fi产生反向电子附加磁矩mpB同理，分子电流可等效成磁介质表面的磁化电流Is，Is产生附加磁场。Is0BB等效⊕0B8②.对于顺磁介质分子磁矩电子附加磁矩，顺磁效应抗磁效应；mmPP③.抗磁介质中电子附加磁矩起主要作用，显抗磁性。0,0mmPP①.抗磁性是一切磁介质固有的特性，它不仅存在于抗磁介质中，也存在于顺磁介质中；明确几点：0mp一致取向与0Bpm00'BBBB0mp反向取向与0Bpm00'BBBBmmpp在外场中0mp在外场中顺磁质抗磁质91.定义：单位体积内分子磁矩的矢量和。VPMmi单位：安/米，A/m方向：与分子磁矩矢量和同向。表征物质的宏观磁性或介质的磁化程度的物理量。注意：因为0mP它与介质特性、温度与统计规律有关。是第i个分子的磁矩；mip宏观无限小微观无限大；V②.真空中。0M①.无外磁场Bo时，介质中。0M顺磁质与同向，所以与同方向M0B0B'B抗磁质与反向，所以与反方向M0B0B'B其中：二、磁化强度102.磁化强度与磁化电流Is的关系定义：沿磁介质轴线方向上单位长度的磁化电流称为磁化电流密度js。LIjss结论1：磁化强度大小数值上等于磁化电流密度。sjM普遍情况下可以证明：nMjsˆ束缚电流线密度的大小等于磁化强度的切向分量。电介质有nPˆ'束缚电荷面密度的大小等于电极化强度的法向分量。在外磁场作用下，介质中的分子电流可等效成介质表面的磁化电流Is，它产生附加磁场，但无热效应。微分关系11磁化强度沿任一回路的环流，等于穿过此回路的束缚电流IS的代数和。IS与L环绕方向成右旋者为正，反之为负。物理意义SSqSdP'与电介质中对比的公式结论2：磁化强度沿闭合路径的线积分，等于环路内磁化电流的代数和。sIldM束缚面电流磁化强度电极化强度束缚电荷积分关系