磁性物理学讲稿.ppt

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1、关于磁性物理学第一页，讲稿共三十页哦2第二页，讲稿共三十页哦3极地极地光光第三页，讲稿共三十页哦4宋宋書書 禮禮志志（梁沈約 撰）鬼谷子云：鄭人取玉，必載司南，為其不惑也。晋晋古古今今注注指南車起於黃帝。與蚩尤戰於涿鹿之野，蚩尤作大霧，兵士皆迷，於是作指南車以示四方，遂擒蚩尤。一、磁学与磁性材料的发展史第四页，讲稿共三十页哦5 方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也，水浮多荡摇。指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。其法取新纩中独茧缕，以芥子许蜡，缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。其中有磨而指北者。余家指南、北者皆有之。磁石之指南，犹柏之指西，莫可原其理。宋 沈

2、括梦溪笔谈第五页，讲稿共三十页哦6 18世纪 奥斯特 电流产生磁场 法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流,安培定律 构成电磁学的基础,电动机、发电机等开创现代电气工 业 1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假设 1919年 巴克豪森效应 1928年 海森堡模型，用量子力学解释分子场起源 1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴 1933年 加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体 1935年 荷兰Snoek发明软磁铁氧体 1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场，理论上预言了 磁畴结构 1946年 Bioembergen发现NMR效应第六页，讲稿共三十页哦7 1948年 Nee

3、l建立亜铁磁理论 1954-1957年 RKKY相互作用的建立 1958年 Mssbauer效应的发现 1960年 非晶态物质的理论预言 1964年 Kondo effect 近藤 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现 Sagawa(佐川)1986年 高温超导体，Bednortz-muller 1988年 巨磁电阻GMR的发现 1994年 CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO3 1995年 隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki 2007-10-09 法国科学家艾尔伯费尔

4、和德国科学家皮特克鲁伯格因发现巨磁电阻效应获2007年诺贝尔物理学奖。第七页，讲稿共三十页哦83.交换作用模型：定义磁化率有或者-顺磁居里温度关于磁学的主要理论：1.顺磁性的居里定律（居里-外斯定律）：两个假设：分子场假设和磁畴假设2.外斯的分子场理论：4.局域电子模型和巡游电子模型：5.自旋涨落理论：第八页，讲稿共三十页哦9当前磁学发展的一些方向：1、新一代永磁材料研究；2、新型磁记录材料研究；3、生物磁性研究；4、超微结构领域磁性研究5、磁电子学第九页，讲稿共三十页哦10目的：初步掌握磁学的基本知识；理解各类物质磁性的起源和微观机理；理解强磁性物质有关的永磁现象，磁结构及其相关理论；了解磁

5、性在现代技术中的应用，提高物质磁性的途径。为开发新型磁性材料打下良好的基础。二、学习内容和研究方法第十页，讲稿共三十页哦11需要基础和相关领域知识：电磁学，原子物理学，量子力学，热力学和统计物理，固体物理参考书：磁性物理 宛德福 编铁磁学（上、中册）戴道声等 编铁磁性物理 近角聪信 编Modern magnetic materials Robert C.OHandley第十一页，讲稿共三十页哦12主要内容：教材一、二、三、四、五章，六、七章选讲，其余自学。包括：1.磁学基础知识；2.磁性起源；3.自发磁化理论；4.磁晶各项异性和磁致伸缩；5.磁畴结构及其理论。6.技术磁化。第十二页，讲稿共三十

6、页哦13磁学研究方法：1.关于理论研究：（1）应用量子力学，根据微观粒子性能，研究各 种状态及其 能量；（2）应用统计物理确定系统的配分函数；再根据热力学与统计物理的关系，确立在热力学平衡态下的有关参量。2.实践中研究方法：（1）考虑最主要作用，忽略次要作用；（2）不考虑磁体内的微观结构，根据热力学的一般规律，得到有关的磁性现象的宏观理论。第十三页，讲稿共三十页哦14三、磁性物理学与技术的关系：各种磁性材料磁场温度应力光 电 .各种磁效应技术应用+第十四页，讲稿共三十页哦第一章：物质磁性概述磁性物理学第十五页，讲稿共三十页哦16学习要点：1.深入理解各种磁学量的物理概念及其相互关系；2.掌握物

7、质的磁性分类，以及各类型的磁性特征；3.理解静磁能的概念，掌握计算磁场能量和退磁场能量的原理，熟练计算简单几何形状的退磁因子4.了解磁性材料的磁化曲线和磁滞回线及其磁性参量第十六页，讲稿共三十页哦17NS1-1 基本磁学量一、磁偶极矩（）和磁矩（）m-m磁偶极矩d(Wb m)第十七页，讲稿共三十页哦18磁矩BFFIba磁矩：表征磁偶极子磁性强度和方向的物理量（真空磁导率）第十八页，讲稿共三十页哦19二、磁极化强度（）和磁化强度（）或者或者第十九页，讲稿共三十页哦20三、磁场强度（）和磁感应强度（）静磁场静电场1.物理意义：两者都是表征磁场中某点强弱 的物理量，但意义不同。第二十页，讲稿共三十页

8、哦21+m-mrr2r1d条件：条件：lr2.磁偶极子的磁场计算第二十一页，讲稿共三十页哦22(电场强度 )特例：=0，H =0,=/2，H r=0,第二十二页，讲稿共三十页哦233.电流产生的磁场毕-沙定理：1 真空中无限 长直流电流 几种特殊状态：2 载流环形线圈中心 HIr IHr 3 长直流螺线管第二十三页，讲稿共三十页哦244.，之间的关系磁场强度：表征磁场对一磁荷m施加磁场力的能力。磁感应强度：表征磁场对一运动电荷q施加磁场力的能力。（1）国际单位制中(SI)：（真空中）（T），（A m-1)，H m-1第二十四页，讲稿共三十页哦25（2）高斯单位制中(CGS)：（真空中）（Gs）

9、，（Oe)第二十五页，讲稿共三十页哦265.磁学中的单位制：（国际单位制SI和高斯单位制CGS）1 T=104 Gs1 Oe=79.57 Am-1 （T），（A m-1)，H m-1 （Gs），（Oe)（1）和SI:CGS:（2）和 （Wb m)，（A m2)SI:（emu)，（emu)CGS:1 emu=4.10-10 Wb.m1 emu=10-3 Am2第二十六页，讲稿共三十页哦27（3）和 J:1 Gs=4 10-4 TM:1 Gs=103 Am-1 （T），（A m-1)（Gs），（Gs)SI:CGS:第二十七页，讲稿共三十页哦28四、磁化率（）和磁导率（）1.磁化率：单位磁场强度在磁体中产生的磁化强度，是表征磁体磁化难易的物理量。2.磁导率：表征磁体导磁能力及磁化难易的物理量。I电导率BB磁导率第二十八页，讲稿共三十页哦29真空磁导率绝对磁导率相对磁导率3 常见磁导率分类：(1)初始磁导率；(2)最大磁导率；(3)增幅磁导率；(4)增量磁导率；(5)可逆磁导率。第二十九页，讲稿共三十页哦感谢大家观看第三十页，讲稿共三十页哦