磁场中的磁介质.ppt
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1、9.5 铁磁质铁磁质第九章第九章 磁场中的磁介质磁场中的磁介质9.1 磁介质对磁场的影响磁介质对磁场的影响9.2 原子的磁矩原子的磁矩9.3 磁介质的磁化磁介质的磁化9.4 H的环路定理的环路定理1、磁介质对磁场的影响、磁介质对磁场的影响真空中真空中介质中介质中实验表明:实验表明:磁场的测量磁场的测量相对磁导率相对磁导率磁导率磁导率、2 2 磁介质磁介质 原子磁矩原子磁矩磁介质分类:磁介质分类:顺磁质,顺磁质,抗磁质,抗磁质,铁磁质,铁磁质,电子绕核的轨道运动电子绕核的轨道运动电子自旋运动电子自旋运动都产生磁效应,都产生磁效应,都等效于微小圆电流都等效于微小圆电流核自旋运动核自旋运动原子内:原
2、子内:其磁矩:其磁矩:估算电子绕核运动的轨道运动磁矩:估算电子绕核运动的轨道运动磁矩:电子绕核的轨道运动的角动量电子绕核的轨道运动的角动量此式对一个原子内所有电子的总轨道磁矩和此式对一个原子内所有电子的总轨道磁矩和总角动量也成立。总角动量也成立。2、原子的磁矩原子的磁矩量子力学:量子力学:1 1)电子的总轨道角动量是量子化的电子的总轨道角动量是量子化的例:氧原子的总轨道角动量的一个可能值:例:氧原子的总轨道角动量的一个可能值:电子的总轨道磁矩也是量子化的电子的总轨道磁矩也是量子化的例如氧原子的总轨道磁矩的一个可能值:例如氧原子的总轨道磁矩的一个可能值:电子的内禀自旋磁矩电子的内禀自旋磁矩:2
3、2)电子的内禀自旋角动量的大小:电子的内禀自旋角动量的大小:玻尔磁子:玻尔磁子:3 3)原子核也有磁矩,原子核也有磁矩,但比电子的磁矩小的多。但比电子的磁矩小的多。分子(固有)磁矩分子(固有)磁矩:分子内所有电子的轨道磁矩、自旋磁矩和核的分子内所有电子的轨道磁矩、自旋磁矩和核的自旋磁矩的矢量和自旋磁矩的矢量和顺磁质、铁磁质的分子有固有磁矩,顺磁质、铁磁质的分子有固有磁矩,抗磁质的分子没有固有磁矩抗磁质的分子没有固有磁矩 3、磁化机理磁化机理电子进动电子进动r1)电子进动电子进动当当 时,时,感生磁矩感生磁矩磁力矩磁力矩3 3)抗磁质的磁化抗磁质的磁化 在在外外磁磁场场的的作作用用下下,磁磁体体
4、内内大大量量分分子子或或原原子子的的附附加加磁磁矩矩的的矢矢量量和和 有有一一定定的的量量值值,结结果果在在磁磁体体内内激激发发一一个个和和外外磁磁场场方方向向相相反反的的附附加加磁磁场场,这这就就是是抗抗磁磁性性的的起起源。它是一切磁介质所共有的性质。源。它是一切磁介质所共有的性质。2 2)顺磁质的磁化顺磁质的磁化 在在外外磁磁场场作作用用下下,磁磁体体内内分分子子固固有有磁磁矩矩力力图图转转向向与与外外磁磁场场方方向向一一致致,也也有有一一定定的的量量值值但但很很小小,可可以以忽忽略略不不计计,外外磁磁场场越越强强,分分子子磁磁矩矩排排列列越越整整齐齐,这这就就是是顺磁性的起源。顺磁性的起
5、源。描述磁介质磁化程度的物理量描述磁介质磁化程度的物理量 1 1、磁化强度矢量磁化强度矢量9.3 9.3 磁介质的磁化磁介质的磁化顺磁质顺磁质 与与 同向;同向;抗磁质抗磁质 与与 反向。反向。注意:单位:注意:单位:A/m;A/m;不要不要 与磁力矩混淆。与磁力矩混淆。一般来说,各向同性的磁介质一般来说,各向同性的磁介质2 2、磁化电流磁化电流I I顺顺磁磁质质I I 对于各向同性的均匀线性介质,介质内部各分子电流相对于各向同性的均匀线性介质,介质内部各分子电流相互抵消,而在介质表面,各分子电流相互接合,在磁化圆柱的互抵消,而在介质表面,各分子电流相互接合,在磁化圆柱的表面出现一层电流,称为
6、表面出现一层电流,称为面束缚电流或磁化面电流。面束缚电流或磁化面电流。抗磁质抗磁质I I与与I I反向。反向。顺磁质顺磁质I I与与I I同向,同向,3 3、束缚电流密度与磁化强度的关系(以顺磁质为例)束缚电流密度与磁化强度的关系(以顺磁质为例)而:而:与与dr dr 铰链的总分子电流为铰链的总分子电流为设每个分子的分子电流为设每个分子的分子电流为分子圆电流面积为分子圆电流面积为a2aa2 2 L LdIdI1 1)磁介质内任意闭合路径)磁介质内任意闭合路径L L套链的总束缚电流套链的总束缚电流2 2)磁介质表面的磁化面电流)磁介质表面的磁化面电流矢量式:矢量式:面束缚电流密度:面束缚电流密度
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- 磁场 中的 介质
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