第15章物质的磁性.ppt

剩磁现象：当外磁场减小到零时，已被磁化的铁磁体内的各个磁畴由于受到阻碍它们转向的摩擦阻力，使它们不能按原来的磁化规律恢复到原来的状态，而保留有部分磁性。 高温和振动的去磁作用：分子热运动破坏磁畴内磁矩的有规则排列，当温度达到临界温度（居里点）时，铁磁体转化为普通的顺磁体。 实验观测，磁畴的体积约为 矫顽力很小(Hc102A?m-1)，磁滞回线窄，所围的面积小，磁滞损耗小。 软磁材料如纯铁、硅钢、铁氧体等材料，适用于交变磁场中，常用作变压器、继电器、电动机、电磁铁和发动机的铁芯。 四、软磁材料 矫顽力大，剩磁大、磁滞回线宽，所围的面积大，磁滞损耗大。 硬磁材料如碳钢、钨钢、铝镍钴合金等材料。磁化后能保持很强的磁性，适用于制成各种类型的永久磁铁。 五、硬磁材料 矩磁材料的磁滞回线接近于矩形，特点是剩磁Br接近饱和值BS。 压磁材料具有较强的磁致伸缩效应，常用于制造超声波发生器。 当矩磁材料在不同方向的外磁场磁化后，总是处于 和 两种剩磁状态，可作电子计算机的“记忆”元件。 本章小结 本章的计算方法 1、磁介质中安培环路定理的应用 在电流分布及介质分布具有相应对称性的情况下求解磁场分布 分析电流及介质分布的对称性，选择回路L，使在其上的H为一常数，且方向与dl夹角不变； 计算沿回路的积分以及传导电流代数和； 根据 得到B； 2、各向同性介质中的关系 此类问题通常是已知电流、介质分布及相应状态下总磁场情况，推求介质的相对磁导率和附加磁场。 分析电流、介质分布的基本情况，写出H-I的关系式，由 得到 的值； 利用 确定无介质时的磁场 ； 利用磁场叠加原理 得到 。 本章习题 P141 15.3、15.4 * * * * 第15章 物质的磁性 (The Magnet of Material) 【学习目的】 1、了解顺磁质、抗磁质和铁磁质磁化过程的宏观特征和规律。 2、了解原子的磁矩及磁介质的磁化过程。 3、掌握磁介质中的安培环路定理及磁介质中的磁场的计算。 4、了解铁磁质的磁化现象，了解磁畴、剩磁、磁滞回线、居里温度点等概念。 §15.1 物质对磁场的影响 §15.3 物质的磁化 §15.2 原子的磁矩 §15.4 H矢量及其环路定理 §15.5 铁磁质 15.1 磁介质对磁场的影响 磁 化：磁场对磁场中的物质的作用称为磁化。 磁介质：在磁场中影响原磁场的物质称为磁介质。 总磁感强度 附加磁感强度 外加磁感强度 磁化后介质内部的磁场与附加磁场和外磁场的关系： 抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等) 铁磁质(铁、钴、镍等) 顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等) 在介质均匀充满磁场的情况下定义 相对磁导率 磁介质的分类 15.2 原子的磁矩 电子轨道运动的闭合电流为： “-”表示电流方向与电子运动方向相反 面积： 一、经典表示式 一个周期扫过的面积： 因此 二、量子表示式 —— 玻尔磁子 分子电流：把分子或原子看作一个整体，分子或原子中各个电子对外界所产生磁效应的总和，可用一个等效的圆电流表示，统称为分子电流。 分子磁矩：把分子所具有的磁矩统称为分子磁矩，用符号 表示。 三、分子电流和分子磁矩 电子的进动：在外磁场 的作用下，分子或原子中和每个电子相联系的磁矩都受到磁力矩的作用，由于分子或原子中的电子以一定的角动量作高速转动，这时，每个电子除了保持环绕原子核的运动和电子本身的自旋以外，还要附加电子磁矩以外磁场方向为轴线的转动，称为电子的进动。 进动 进动 进动 附加磁矩：因进动而产生的等效磁矩称为附加磁矩，用符号 表示。 可以证明：不论电子原来的磁矩与磁场方向之间的夹角是何值，在外磁场 中，电子角动量 进动的转向总是和外磁场 的方向构成右手螺旋关系。这种等效圆电流的磁矩的方向永远与 的方向相反。 进动 进动 进动 15.3 磁介质的磁化 在顺磁体内任意取一体积元 ，其中各分子磁矩的矢量和 将有一定的量值，因而在宏观上呈现出一个与外磁场同向的附加磁场，这就是顺磁性的起源。 一、顺磁质的磁化 顺磁性是磁矩不为零的原子（分子）在磁场中各种取向的平均效果。 原子（分子）磁矩在外磁场的作用下会沿其方向排列。 抗磁材料在外磁场的作用下，磁体内任意体积元中大量分子或原子的附加磁矩的矢量和 有一定的量值，结果在磁体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场，这就是抗磁性的起源。它是一切磁介质所共有的性质 。 二、抗磁质的磁化 抗磁性是磁场对电子轨道运动作用的结果。 对于