关于物质磁性的经典解释详细分解.doc

本科毕业论文 题目：关于物质磁性的经典解释 目 录 1.引言 1 2.简短的历史回顾 1 2.1物质磁性的发现 1 2.2电子的发现 2 3.Faraday 和 weber 等对抗磁性的研究 3 4.Curie 定律 4 5.抗磁体的经典理论 5 5.1 Langevin抗磁性的模型 5 5.2 Langevin的顺磁性经典理论 7 6.铁磁性与铁磁质 11 6.1.铁磁质的磁化性能 11 7.结论 13 参考文献 14 致谢 15 关于物质磁性的经典解释 摘要：研究物质的磁性是电磁学的不可分割的很重要的一部分。一般根据物质磁性的强弱和特征，把物质分成抗磁性、顺磁性和强磁体（铁磁体）三类。顺磁性和抗磁性由磁介质的微观结构决定。本文对物质的磁性按经典电子论的基础上进行研究，对物质的顺磁性和抗磁性进行了定量分析。 关键词：磁介质；磁化；抗磁性；顺磁性； 1.引言 什么是磁性？简单说来，磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。 在磁极周围的空间中真正存在的不是磁力线，而是一种场，我们称之为磁场。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道，物质之间存在万有引力，它是一种引力场。磁场与之类似，是一种布满磁极周围空间的场。磁场的强弱可以用假想的磁力线数量来表示，磁力线密的地方磁场强，磁力线疏的地方磁场弱。单位截面上穿过的磁力线数目称为磁通量密度。 运动的带电粒子在磁场中会受到一种称为洛仑兹(Lorentz)力作用。由同样带电粒子在不同磁场中所受到洛仑磁力的大小来确定磁场强度的高低。物质内带电粒子的运动一方面要遵守电磁场规律，Maxwell的电磁场理论为此提供了重要的理论基础。另一方面，大量带电粒子的无规则热运动又要受统计规律的制约，分子运动论中的统计方法为确定带电粒子的集体行为提供了另一个理论依据。Lorentz首先把分子运动论引入到电磁场理论中并创立了电子论，他的理论为物性学的研究提供了最初的，也是最重要的理论基础。 物质的磁性不但是普遍存在的，而且是多种多样的，并因此得到广泛的研究和应用。近自我们的身体和周边的物质，远至各种星体和星际中的物质，微观世界的原子、原子核和基本粒子，宏观世界的各种材料，都具有这样或那样的磁性。在本篇论文主要介绍物质电磁性质的经典理论，所采取的方法与研究的领域只限于经典方法和领域。 2.简短的历史回顾 2.1物质磁性的发现 在远古时代，人民人就发现了天然磁石吸引铁的磁现象。　我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述。汉朝以后有更多的著作记载磁石吸铁的现象。东汉著名学者王充在《论衡》一书中描述的“司南勺”已经公认为最早的磁性指南针工具。中国是世界上最先发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家。早在战国时期就有关于天然磁性材料（如磁铁矿）的记载。11世纪就发明了制造人工永磁材料的方法。1086年《梦溪笔谈》记载了指南针的制作和使用。1099～1102年有指南针用于航海的记述，同时还发现了地磁偏角的现象。 最早对磁现象进行系统研究的西方人是13世纪的P.Peregrinus,比沈括晚了200多年。Peregrinus 首先引进了“磁极”的概念，并认为任何磁石都有两个磁极。Peregrinus 从磁的普遍现象中总结出“异性相吸，同性排斥”的特点，这比电对应现象的发现要早死多世纪。在磁学发现的最初阶段，只是围绕磁石和地磁进行观察研究。 2.2电子的发现 电子的发现和阴极射线的实验研究联系在一起的，而阴极射线的发现和研究又是以真空管放电现象开始的．早在1858年，德国物理学家普吕克在利用放电管研究气体放电时发现了阴极射线．普吕克利用真空泵，发现随着玻璃管内空气稀薄到一定程度时，管内放电逐渐消失，这时在阴极对面的玻璃管壁上出现了绿色荧光．当改变管外所加的磁场时，荧光的位置也会发生变化，可见，这种荧光是从阴极所发出的射线撞击玻璃管壁所产生的。 阴极射线究竟是什么呢?在19世纪后30年中，许多物理学家投入了研究．当时英国物理学家克鲁克斯等人已经根据阴极射线在磁场中偏转的事实，提出阴极射线是带负电的微粒，根据偏转算出阴极射线粒子的荷质比(e/m)，要比氢离子的荷质比大1000倍之多．当时，赫兹和他的学生勒纳德，在阴极射线管中加了一个垂直于阴极射线的电场，企图观察它在电场中的偏转，为此他们认为阴极射线不带电．实际上当时是由于真空度还不高，建立不起静电场． J．J．汤姆生设计了新的阴极射线管(图1)，在电场作用下由阴极C发出的阴极射线