电磁学第9章--磁场中的磁介质.ppt

* 第9章 磁场中的磁介质 9.1 磁介质对磁场的影响 介质分类： ? 顺磁质， ? 抗磁质， ? 铁磁质， 几百、几千倍 分子电流、分子磁矩 9.2 原子的磁矩 一个圆电流的磁矩 电子绕核的轨道 运动产生的电流 电子轨道运动 的磁矩 等效于一个圆电流 ? 分子电流 电子绕核的轨道运动产生磁矢 电子自旋运动产生自旋磁矢 分子磁矩 I P m r r = 和角动量 ? 当 时， 在 dt 时间内， 1. 感生磁矩产生的过程 M ? e m L ?m B (c) M ? B e m L ?m (d) 结论: B与?m反向 2. 顺磁质磁化 热运动分子磁矩无规则排列， 不显磁性 ? 进动产生的 小， ? 产生附加磁场 同方向。 3 . 抗磁质 由进动产生 与 反向， M ? e m L ?m B (c) M ? B e m L ?m (d) 4 . 磁化强度 顺磁质 与 同向, 抗磁质 与 反向。 3 电介质的极化和磁介质的极化的对比 １．无极分子的位移极化 固有电矩P=0 1.抗磁质固有磁矩P=0 I0 ２.有极分子的转向极化 固有电矩P?0 2.顺磁质固有磁矩P?0 磁化电流 磁化电流 B B 磁化强度与束缚电流的关系： 磁化强度 9.3 磁介质的磁化 以长直螺线管为例 为磁化电流密度 ,等于沿轴线单位长度上的磁化电流。当磁化强度与介质表面不平行时, 即束缚电荷密度等于改表面处磁介质的磁化强度沿表面的分量。 当磁化强度与介质表面不平行时 磁化强度的环流 即磁化强度 M 沿闭合回路的线积分等于该回路包围的磁化电流代数和。 I’ 9.4 H的环路定理 真空中 介质中 总磁场等于自由电流磁场与束缚电流磁场的矢量和. 式中 为穿过回路的总电流 为磁场强度 ， 单位：安/米 定义 穿过回路传导电流代数和。 磁场强度 对回路 l 的线积分等于穿过该回传导电流的代数和。 定义 对各向同性的顺磁质或抗磁质，有 是磁化率 其中 真空中 由 得 若传导电流保持不变，则真空中和介质中的 不变， 故在介质中有 或 三. 有介质的高斯定理 N 为环匝数。 r 为环平均半径。 9.5 铁磁质 1 . 铁磁质的磁化特性 ?r 随H变化 o Br : 剩磁 ， Hc : 矫顽力 铁磁质中 B 的变化总是落后于外加磁场 H 变化的现象称为磁滞现象。 r r 2 . 铁磁质的磁化机理 —— 磁畴理论 当 时， 相邻原子间的电子存在很强的交换作用，形成一个小小的自发磁化区域，称为磁畴。 当温度高到某一特定温度值时,铁磁材料的所有特性消失而成为顺磁质 , 这一临界温度叫作居里点。 静电场与稳磁场比较 静电场 稳恒磁场 场源 静止电荷dq 定向运动电荷 稳定电流 Idl 场力 静电力 稳流导线互作用 电场强度E 磁感应强度B 试验电荷受力大小和方向 2.试验线圈受力矩大小和磁矩方向 库仑定律 安培力定律 典型场源 电偶极子 圆电流 1.电流元受力 运动电荷 互作用 * * *