洛仑兹力安培力磁介质.ppt

磁介质在磁场中也会被磁化。被磁化以后的磁介质同样会改变空间磁场的分布。 顺磁质 抗磁质 均匀磁介质充满磁场时有(例如充满螺线管)， ?r称为相对磁导率。 一、物质的磁性 7-9 磁介质 顺磁质与抗磁质对原磁场的影响并不大。但有一类磁介质被磁化后产生的附加磁场要比原有的磁场强得多，?r~102-105，这种磁介质称作铁磁质。 显然有：顺磁质?r1 抗磁质?r1 磁介质种类 相对磁导率 抗磁质?r1 顺磁质?r1 铁磁质?r1 汞(293K) 1-2.9×10-5 铜(293K) 1-1.0×10-5 氢(气体) 1-3.98×10-5 铝(293K) 1+1.65×10-5 铂(293K) 1+26×10-5 氧(气体) 1+344.9×10-5 纯铁 5×103(最大值) 硅钢 7×102(最大值) 坡莫合金 1×105(最大值) 7-9 磁介质 介质被磁化并在周围激发附加磁场，其根源在于分子电流。电子绕原子核运动等效于圆电流，电子绕核运动的角动量为 等效电流: 原子磁矩: 二、介质的磁化 7-9 磁介质 根据物质结构理论，构成物质的每一个原子相当于一个小磁矩。 由于大多数分子是由多个原子组成，原子的磁矩叠加后，有些介质的分子磁矩为零，称作抗磁质(diamagnetism)；有些介质的分子磁矩不为零，称作顺磁质(paramagnet)。 7-9 磁介质 1.顺磁质 磁介质的分子磁矩不为零，在没有外磁场时，由于分子的热运动，整个磁介质的排列是杂乱无规则的。 在外磁场作用下，分子磁矩沿电场方向趋于一致，磁介质被磁化。 7-9 磁介质 设分子由两个磁矩相反的原子构成，外磁场的作用使分子在磁场的反方向获得一个增量。 2.抗磁质 7-9 磁介质 无论是顺磁质还是抗磁质，在不存在外磁场时 介质被磁化，在均匀磁介质表面出现磁化面电流，磁化电流在介质内部激发附加磁场。定义单位体积内分子磁矩的矢量和称作磁化强度(magnetization)。 7-9 磁介质 在外磁场的作用下介质被磁化，有 介质被磁化后，在均匀磁介质表面出现磁化电流又称束缚电流，磁化电流在介质内部激发附加磁场。 7-9 磁介质 介质的磁化强度与介质中的磁感强度有关，对于各向同性介质，在线性范围内 κ称为磁化率(magnetic susceptibility )。 介质被磁化后，在均匀磁介质表面出现磁化电流(magnetization current)，以iM表示磁化面电流密度。 将小圆柱体当作一个小磁矩 三、磁化电流 7-9 磁介质 比较得： iM为磁介质表面的等效磁化电流面密度，磁介质表面的磁化电流面密度等于介质表面的磁化强度。在均匀磁介质内部没有磁化电流。 磁化电流仅仅是一种等效电流，它并非宏观电荷定向运动所表现的真实电流。作环路L 7-9 磁介质 7-9 磁介质 介质被磁化后，磁化电流在介质内部激发附加磁场。 磁化电流与传导电流一样，都可以激发磁场。将安培环路定理应用到充满磁介质的螺线管中 上式中 Ic 是导线中的传导电流，Is 是磁介质表面的磁化电流。电流的正负规 四、介质中的安培环路定理 定同样由右手定则确定。 7-9 磁介质 * 理学院 大学物理教学中心 College of Science 第七章 恒定磁场 7-7 带电粒子在电磁场中的运动 运动电荷所受到作用力称作洛伦兹力（Lorentz force），洛仑兹力不作功，运动电荷的速率保持不变。 若空间同时存在电场和磁场，电荷受到磁场和电场力的作用。 上式称作洛仑兹公式 7-7 带电粒子在电磁场中的运动 一、带电粒子在电磁场中所受的力 在均匀外磁场中，带电粒子在垂直磁场平面内作圆周运动。 二、带电粒子在磁场中的运动 1.回旋半径和回旋频率 回旋半径 回旋频率 7-7 带电粒子在电磁场中的运动 二、带电粒子在磁场中的运动 2.带电粒子在磁场中的旋进 磁聚焦 带电粒子在均匀外磁场中，沿磁场方向作匀速运动，垂直于磁场方向作匀速率圆周运动，带电粒子绕磁感线旋进。 7-7 带电粒子在电磁场