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复习： 复习 * 第三篇 电磁学 磁介质 Meissner Effect 第1节 顺磁性与抗磁性 Paramagnetism and Diamagnetism 一、磁介质的磁效应 定义: 1. 磁介质的分类 ——相对磁导率 电介质的极化 磁介质的磁化： 相对介电常数 →顺磁质 如：氧、铝、钨、铂、铬等 如：氮、水、铜、银、金、铋等 如：铁、钴、镍等 ?r 不同的磁介质在磁场中所表现出的特性不同： →抗磁质 →铁磁质 注：顺、抗磁质是弱磁性材料, 铁磁质是强磁性材料。 2. 物质的磁性起源 （1） 分子磁矩 分子中电子的运动 绕核运动 →轨道磁矩 自旋运动 →自旋磁矩 分子 圆电流 *分子的 “固有磁矩”（分子磁矩） - ? + 从物质微观电结构来说明物质磁性的起源。 注：分子电流是电子运动的等价情况， 与导体的传导电流不同。 （2）分子的 “附加磁矩” w z W 陀螺 进动 —电子的进动 ——附加磁矩 I V （3） 顺磁、抗磁特性的微观解释 1o 顺磁性 磁化面电流 （2）B0越强，温度越低（热运动缓慢） , 磁化面电流越大, 磁化越厉害。 ∥ ≠ 0 N S 注： （1）在有外场时， 是顺磁质产生磁效应的主要原因 分子固有磁矩 不是自由电荷定向运动 2o 抗磁性 = 0 ∑ 当没有外磁场时 附加磁矩是抗磁质产生磁效应唯一的原因 当有外磁场时 与 方向永远相反 与 方向也相反, 所以抗磁体内 不显磁性 电子磁矩总和为零，分子固有磁矩为零。 第2节 磁化强度与介质的磁化规律 一、磁化强度矢量 Magnetization and Magnetizing Regularity of Materials 1. 磁化强度矢量定义 ——单位体积内分子 磁矩的矢量和 为了表征物质的宏观磁性或介质的磁化程度， 引入物理量——磁化强度矢量。 单位：安培/米 (A/m) (2) 它与介质特性、温度与统计规律等有关 顺磁质 与 同向, 抗磁质 与 反向. (1) 2. 磁化强度矢量M与磁化面电流 I?的关系 设长为l, 横截面为S的柱形介质在外磁场中沿 轴向被均匀磁化, 表面磁化电流为I? 介质的体积为： ?V内的分子磁矩之和为： ︳ ︳ l I? ︳ ︳ ︳ ︳ ——线电流密度 × 磁化强度的环流： 一般： L 比较电介质 束缚电荷面密度 等于电极化强度 的法向分量。 →顺磁质 →抗磁质 →铁磁质 分子（固有）磁矩 分子的 “附加磁矩” ≠ 0 = 0 磁化强度矢量 ——单位体积内分子 磁矩的矢量和 二、磁介质中宏观磁场的规律 1.有介质时的安培环路定理 在有介质的空间，传导电流与磁化电流共同 产生磁场： 即 传导电流 磁化电流 定义磁场强度： 则有 ——有介质时的安培环路定理 单位: 安培/米（A/m） 沿任一闭合路径磁场强度的环流等于该 闭合路径所包围的传导电流的代数和。 2. 三矢量之间的关系 实验指出：各向同性的线性磁介质有 ——介质磁化率 那么 即 ?m 与 ?r 均为纯数, 描述磁介质特性的物理量。 顺磁介质 抗磁介质 真空 超导体 相对磁导率 介质磁导率 比较磁介质中的磁场与电介质中电场的有关规律 对称场有磁介质时,只需将 “B” 中 的 ?0 ?? 即可。 解题一般步骤： 由I传 注： 毕—萨定律有： 真空 介质空间 例：无限长载流直导线的磁场 无限长直导线周围充满介质时 例. 长直螺线管内充满均匀磁介质?r, 单位长度上 上的匝数为n, 通有电流I 。 求 管内的B, 磁化强度M及表面束缚电流密度i?。 解： 顺磁质 抗磁质 × 根据安培环路定理，取图示的回路， × × . . . 又 设螺绕环通有电流 I0, 单位 长度上的匝数为n. 又空心螺绕环的磁感应强度 例. 已知空心螺绕环的磁感应强度为 ,充满磁介 质后,介质的磁化强度为 ,求螺绕环内的磁感 应强度 = ?(假设环的截面很小) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × . o r 如图取