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稳恒磁场 * * §9.7 物质的磁性 一. 磁介质及其分类 1. 磁介质—— 在磁场作用下能被磁化而显示磁性，并反过来 影响磁场的物质。 电介质放入外场 磁介质放入外场 2. 引入磁介质后的磁场 ——被磁化的磁介质产生的附加磁场 ——引入磁介质后的磁场 许多物质被磁化后所显示出的磁性有强有弱，对原磁场的影响差异也很大。 如何描述磁介质磁性的强弱？ 4. 磁介质的分类 顺磁质 抗磁质 如 锌、铜等 如 锰、铝等 弱磁性物质 顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于1。 介质的相对磁导率 （反映磁介质磁性的强弱及对原场的影响程度） 3. 磁导率 真空中的磁导率： （无量纲） 介质的磁导率 注意对比静电场中 铁磁质 通常不是常数 具有显著的增强原磁场的性质 ——强磁性物质 二. 磁化机理（物质磁性的来源） 电子的轨道磁矩： 1. 分子结构 电子的自旋磁矩： 将每个分子内所有电子的各类运动产生的磁效应等效为一个圆电流。 ——分子电流 分子磁矩： ——分子内所有电子各种磁矩的矢量和。 宏观不显磁性 2. 顺磁质的磁性来源 无外场时 有外场时 分子电流磁矩在外场中受力矩 磁化电流 （显顺磁性） 注意：外磁场越强，分子磁矩排列越整齐，磁化电流 越大，附加磁场就越强，但仍属于弱磁性物质。 分子电流等效为两个圆电流运动 3. 抗磁质的磁性来源 无外场时 有外场时 上： 电子轨道半径不变 下： 在外场作用下，分子产生相反方向的附加磁场——抗磁效应 （显抗磁性） 顺磁质的磁性主要来源于分子磁矩的转向； 抗磁质的磁性来源于抗磁效应。 讨论 磁场引起附加磁矩，产生反向附加磁场，削弱原场。 顺磁质也有抗磁效应。 但抗磁效应引起的附加磁矩比转向的分子磁矩小得多，通常前者可忽略不计。 磁介质被磁化与电介质被极化的过程与机理非常相似。 顺磁质 有极分子 抗磁质 无极分子 三. 有磁介质的磁高斯定理 研究表明：任何磁场的磁感应线都是一 系列无头无尾的闭合曲线。 (含磁介质的磁高斯定理) 对于任意闭合曲面S 磁介质中： 结论：不论是否存在磁介质，磁高斯定理普遍成立。 四. 有磁介质时的安培环路定理 介质中磁场由传导电流和束缚电流共同产生。 传导电流 束缚电流 引入辅助量——磁场强度： 电介质： 单位：A/m 真空中： 无论真空还是介质中， 与 一一对应，均可用以描述磁场性质，都是空间位置的单值函数。 介质中的安培环路定理： ——回路上的总磁场强度，由空间所有电流共同激发产生（L内、L外、I0、I’） ——L所包围的传导电流的代数和 ——仅由L所包围的传导电流决定。 应用： 自由电荷分布 高斯定理 求解磁介质中某些对称性的场分布 传导电流分布 环路定理 例 求 解 应用磁介质的安培环路定理 导线内电流均匀分布， 一无限长载流直导线( )，其外包围一层磁介质 轴对称分布, 取同轴圆环作回路 *