第8章 磁介质中的磁场.ppt

《大学基础物理学》多媒体课件 第8章　磁介质中的磁场 (Chapter 8 Magnetic field of magnetic media) 　教学要求(大学物理2) 1、理解磁介质磁化及其对磁场的影响； 2、掌握磁场强度； 3、掌握磁介质安培环路定理； 4、了解铁磁质的磁化、磁畴模型。 授课学时（建议）：4学时 重点： 难点： 磁介质的磁化、磁介质安培环路定理。 磁介质安培环路定理。 本次课 [ 重点 ] [ 教学要求] [ 难点 ] 磁介质的磁化、磁介质安培环路定理。 磁介质安培环路定理。 1、理解磁介质磁化及其对磁场的影响； 2、掌握磁场强度； 3、掌握磁介质安培环路定理； 4、了解铁磁质的磁化、磁畴模型。 一、磁介质的磁化(magnetization of magnetic medium) 由于物质的分子(或原子)中存在着运动的电荷，所以当将物质放到磁场中时，其中的运动电荷将受到磁场力的作用而使物质处于一种特殊的状态中，这种现象叫做磁化。被磁化的物质要产生附加磁场，对原来的磁场产生影响，我们称这种能影响原磁场的物质为磁介质。任何实物都是磁介质。 假设没有磁介质时，某点的磁感应强度为B0，放入磁介质后，因介质被磁化而产生的附加磁感应强度为B/，则磁介质中总的磁感应强度B是B0和B/的叠加，即： B/的方向，随磁介质的不同而不同。 磁介质的分类 顺磁质(paramagnetic substance)：B/与B0同向，BB0，如氧、铝、钨、 铂、铬等。 抗磁质(diamagnetic substance)：B/与B0反向,BB0,如氮、水、铜、银、 金、铋等。超导体—理想的抗磁体。 在磁介质中，B/的出现既可能削弱也可能加强介质中的磁场，由磁介质自身的性质决定。根据B/与B0方向是否相同， 磁介质可分为： 8.1 磁介质 磁介质的磁化 (Magnetic medium The magnetization of magnetic medium) 顺磁质和抗磁质又称为弱磁质。（因为它的附加磁感应强度B/的值都比B0要小得多，故它对原来磁场的影响极为微弱 ） 铁磁质(ferromagnetic substance)：B/与B0同向，B/B0，且B/和B0的比值不是常数，如铁、钴、镍及其合金等。它能显著地增强磁场，是强磁性物质。 磁介质的磁化 分子电流与分子磁矩 说明：介质磁化时出现的分子电流不同于金属中的自由电子或导电流体中离子运动所形成的自由电流,分子电流仅局限于微观的空间,不能作宏观的迁移,构成分子电流的电子只作绕核运动,它们不是自由电子。 分子或原子中的每个电子都在绕原子核运动，从而使之具有轨道磁矩。此外,电子本身还在自旋，因而还会具有自旋磁矩。我们把一个分子内所有电子全部磁矩的矢量和，称为分子的固有磁矩，简称分子磁矩(molecular magnetic moment) ，用符号Pm 表示。 如果把分子作为一个整体,分子中各个电子对外界产生的磁效应的总和便可以用一个等效的圆电流（I）来表示,称为分子电流,这种分子电流具有一定的磁矩。 （1）顺磁质(paramagnetic substance) 。 磁化机理——来自分子磁矩 无外磁场时:顺磁性物质并不显现磁性。这是因为分子处于热运动中，各分子磁矩的取向是无规则的，因而在顺磁质中任一宏观小体积内，所有分子磁矩的矢量和为零，致使顺磁质对外不显现磁性， 无外磁场时顺磁质 中分子磁矩的取向 有外磁场时顺磁质 中分子磁矩的取向 有外磁场时:各分子磁矩都要受到磁力矩的作用，在磁力矩作用下，所有分子磁矩都力图转到外磁场方向，这样，顺磁质就被磁化了，分子电流所产生的附加磁感应强度B/与外磁场B0的方向相同。于是，在外磁场中，顺磁质内的磁感应强度的大小为： （2）抗磁质(diamagnetic substance) 。 磁化机理——电子轨道在外磁场 作用下发生变化 无外磁场时：抗磁质并不显现出磁性。 虽然分子中每个电子的轨道磁矩与自旋磁矩都不等于零，但分子中所有电子的轨道磁矩与自旋磁矩的矢量和却等于零，即分子磁矩为零（Pm=0）。 注：①、顺磁质和抗磁质均具有抗磁性。只不过顺磁质中抗磁性的效应较之顺磁性的效应要小得多，因此，在研究顺磁性物质的磁化时