磁场4(磁介质)解读.ppt

《大学物理简明教程》 磁介质中的磁场 第10章 稳恒磁场 《大学物理简明教程》 磁介质中的磁场 第10章 稳恒磁场 第10章 稳恒电流的磁场 磁场（4） 磁介质中的磁场 主要内容： 一. 磁介质及其分类 1. 磁介质—— 任何实物都是磁介质 电介质放入外场 磁介质放入外场 —— 相对磁导率 反映磁介质对原场的影响程度 10.4 磁介质中的磁场 2. 磁介质的分类 顺磁质 抗磁质 减弱原场 增强原场 如 锌、铜、水银、铅等 如 锰、铬、铂、氧等 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。 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 原子中电子的轨道磁矩 1. 安培分子环流的概念和方法 电子的自旋磁矩 电子自旋磁矩与轨道磁矩有相同的数量级 分子磁矩 —— 所有电子磁矩的总和 抗磁质 无外场作用时，对外不显磁性 顺磁质 无外场作用时，由于热运动，对外也不显磁性 2. 磁介质的磁化 电子轨道半径不变 当外场方向与原子磁矩反方向时 当外场方向与原子磁矩方向相同时 将顺磁质放入外场 分子环流在外场作用下，产生取向转动， 磁矩将转向外场方向 —— 宏观上产生附加磁场 结论：在外场作用下，电子产生附加的转动，从而形成附加的 , 附加磁矩（也称感应磁矩）总是与外场方向 反，即产生一个与外场反向的附加磁场 相 抗磁质磁化 在外场作用下，每个分子中的所有电子都产生感应磁矩 则磁介质产生附加磁场 与外场方向相反 顺磁质磁化 在外场作用下，分子磁矩要转向，同时每个分子中的所有电子也都产生感应磁矩。 则磁介质产生附加磁场 与外场方向相同 三. 有磁介质的磁高斯定理 磁介质存在时，磁感应线仍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 四. 有磁介质时的安培环路定理 1. 束缚电流 以无限长螺线管为例 顺 磁 质 在磁介质内部的任一小区域： 相邻的分子环流的方向相反 在磁介质表面处各点： 分子环流未被抵消 形成沿表面流动的面电流 ——束缚电流 结论：介质中磁场由传导和束缚电流共同产生。 顺 磁 质 2. 磁介质中的安培环路定理 Ii ——为环路所包围的传导电流。 Is ——为环路所包围的是磁化电 流，难以测量。 3. 引入磁场强度 H 令 式中 称为磁介质的磁导率 则安培环路定理就可以写成如下形式: ——磁介质中的安培环路定理 一定条件下，可用安培环路定理求解磁场强度，然后再求解磁感应强度。 例1. 一半径为R1的无限长圆柱形直导线，外面包一层半径为R2 ，相对磁导率为 ?r 的圆筒形磁介质。导线中的电流为I 。求磁介质内外磁感应强度的分布。 解: R2 R1 Io ?r ?r R2 R1 Io ?r ?r 《大学物理简明教程》 磁介质中的磁场 第10章 稳恒磁场 《大学物理简明教程》 磁介质中的磁场 第10章 稳恒磁场