磁性物理

Chapter1物质磁性概述永磁体总是同时出现偶数个磁极在均匀磁场中受力矩的作用L=-mlHsinθ,在非均匀磁场中将受到力的作用故，作用在磁体上的任何种类作用力都包含包含m和l，他们以ml乘积形式出现磁极受到作用力的空间称为磁场，螺旋管的磁场强度为H=nI当磁体无限小时，体系定义为元磁偶极子：指强度相等，极性相反并且其距离无限接近的一对“磁荷”磁偶极矩：方向：-m指向+m单位：Wb∙m+m-mlmjml磁矩µm(Moment)mjmlmiA071410mmojHm－从物理的角度来看到底哪一种观点更加合理、更加接近于物质磁性起源的真实情况呢？从目前来看，视乎分子电流的观点更接近于真实情况a、电子的轨道磁矩来自电子的轨道电流，支持分子电流的观点；b、狄拉克(Dirac)虽然从理论上预言了“磁单极”的存在，但至今没有发现“磁单极”，使磁偶极子的概念失去了存在的基础。单位体积的磁体内,所有磁偶极子的jm或磁矩μm的矢量和磁极化强度：21()nmiimjJWbmV磁化强度：1)nmii=1M=(AmV0mJM磁化强度M（Magnetization）说明：描述宏观磁体磁性强弱程度的物理量磁化强度M(Magnetization):单位体积内磁偶极子的磁矩矢量和磁场强度H，磁感应强度B0()BHM一：两种观点的比较（即两种单位制的比较）1、两种单位制对磁学量的定义来源于两种不同的观点；2、在SI单位制中（依据于分子电流观点），磁场用磁感应强度B来描述，而磁场强度H只是一个导出量，它存在的惟一含义就是满足3、在Guass单位制中（依据于磁偶极子观点），磁场用磁场强度H描述，它是电流和磁性体所产生的磁场强度的矢量和，而磁感应强度B只是一个引入的辅助量，仅在于满足方程divB=0。0(()）insideLLHdlI附录从物理的角度来看到底哪一种观点更加合理、更加接近于物质磁性起源的真实情况呢？从目前来看，视乎分子电流的观点更接近于真实情况a、电子的轨道磁矩来自电子的轨道电流，支持分子电流的观点；b、狄拉克(Dirac)虽然从理论上预言了“磁单极”的存在，但至今没有发现“磁单极”，使磁偶极子的概念失去了存在的基础。附录SI单位制和Gauss单位制的转换（1）、B：1G=10-4TH：103A/m的H有4πOe的值，103/4πA/m=79.577A/m=1Oe（2）、磁矩：在Gauss单位制中0=1G/Oe，则磁偶极矩与磁矩无差别，通称为磁矩，单位为电磁单位（e.m.u）1e.m.u(磁偶极矩)＝4π×10-10Wbm1e.m.u(磁矩)＝10-3Am2附录（3）、磁化强度：Gauss单位制中，磁极化强度（J）与磁化强度（M）相同，单位：G4311410110JM：：GTGAm附录磁导率0BH（1）起始磁导率i：磁中性状态下磁导率的极限值001iHBlimH弱磁场下使用的磁体（2）最大磁导率max：材料磁化过程中的最大值01maxmaxBH（3）复数磁导率：磁体在交变磁场中磁化'i动态磁化中经常遇到静磁能U0cosHFMH退磁场Hd当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场，该磁场被称为退磁场。退磁场的强度与磁体的形状及磁化强度有关：dHNM矫顽力Hc居里温度TcTheTcofthreeferromagneticmetals,iron,cobaltandnickel,are1044K,1388Kand628K.磁性材料分类1、磁化率的大小和符号：2、实用角度*3、OverviewoftheworldmarketFig.Breakdownofthemarketformagneticmaterials,basedonmaterialtypeandcoercivity.Thetotalpierepresentsabout$30billionperannum.data497%ofDy(1200tonsin2008)isofChineseorigin.材料的磁化图1.12磁性材料的磁化曲线和磁滞回线磁滞回线HysteresisLoop磁化强度M(Magnetization)磁场强度H(Magneticfield)磁导率µ(permeability)矫顽力Hc(Coercivity)作业：1.解释下列名词：(1)磁矩和磁化强度;(2)磁场强度和磁感应强度；(3)磁化曲线和磁滞回线；(4)磁化率和磁导率2.简答：(1)示意简述退磁场的产生，并给出几种特殊情况下的退磁场；(2)示意表示出物质磁性分为哪几种；(3)磁性材料有哪几种，各有什么特点和应用？