第三章 Properties of Material材料的性能.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Chapter3 Properties of Materials * 反铁磁性（MnO） 制造磁体的方法 　　加热永磁体能够使它的磁性消失。比如说将一块其上吸附有回形针的磁体放在厨房燃气灶的火苗上烘烤，不一会，磁体就会失去磁性，回形针掉落下来。 加热磁体，当磁体温度升高到某一个特定温度时，磁体的磁性会完全消失，此后磁体冷却下来磁性也不会恢复。这是由法国科学家皮埃尔·居里（1859～1906）首先发现的一种现象。磁体失去磁性的这个温度值就按照他的姓氏命名，叫做“居里温度”。这个温度取决于磁体的组成。加热为什么会使磁体失去磁性呢？原来，加热磁体使得其中的原子磁矩作激烈运动，结果，它们能够挣脱锁定它们排列方向的其他种类原子的约束，改变方向而形成 原子磁矩取向各不相同的许多磁畴。这时候即使降低温度，已有的磁畴状态保持不变，各个磁畴里原子磁矩的不同取向便被固定下来。 那么，如何才能够使经过加热失去磁性的磁体恢复磁性重新变为磁体呢？办法是再一次加热失去磁性的磁体，使其中的原子作激烈运动，然后利用其他磁体的 磁力来使失去磁性的磁体内的原子磁矩作取向一致的排列。在原子磁矩取向一致的状态下降低温度，失去磁性的磁体就会恢复磁性，重新成为磁体。 其实，这也就是制造磁体的方法。先把制造磁体的各种原料混合在一起，做成具有所需形状的半成品，然后加热。由于受热，半成品中的原 子磁矩变得容易改变方向，此时用电磁体等向半成品施加磁力，并同时使之冷却，降低温度。这个过程叫做“磁化”。经过磁化的半成品就变成了具有磁性的磁体。 事实上，不论什么种类的磁体都是使用这种基本方法制造出来的。 天然磁石也是通过类似的自然过程形成的。含有铁元素的岩石在火山爆发中被加热，然后自然冷却。在此过程中，其中的原子磁矩受到地球磁力（地球磁场）的作用作整齐排列，并被固定下来。受到雷击被加热的含有磁性元素的岩石，冷却下来，也有可能形成天然磁体。 Chapter3 Properties of Materials * 磁畴 Magnetic Domain 磁畴壁 Magnetic Domain Wall 磁畴——自旋磁矩在一个个微小区域内“自发地”整齐排列起 来而形成的磁化小区域。 3.5.3 磁畴和磁化曲线 Chapter3 Properties of Materials * 磁滞回线hysteresis loop Chapter3 Properties of Materials * 软磁材料 硬磁材料 Chapter3 Properties of Materials * 光的基本性能 光的吸收和透过 光的反射和折射 材料的颜色 3.6 光学性能Optical Property 光的波粒二象性 爱因斯坦(Einsten)的光电效应方程把光的粒子性(particle nature)和波动性(wave nature)联系起来，即光的波粒二象性(wave- particle duality) ????????????????????????????????? （3-1） 　 h?为普朗克常数（Planck’s constant）6.63×10-34 J.s 光的频率、波长和辐射能都是由光子源决定的。 例如，γ射线是改变原子核结构产生的，具有很高的能量。X射线、紫外辐射、可见光谱都是与原子的电子结构改变相关的。红外线、微波和无线电波是由原子振动或晶格结构改变引起的低能、长波辐射。 Chapter3 Properties of Materials * 3.6.1 光的基本性能 图3-1?光的电磁波谱由图可知，可见光是眼睛能感知的很窄的一部分辐射电磁波，其颜色决定了光的波长。白光是各种单色光的混合光。 Chapter3 Properties of Materials * 各种形式的电磁波在真空中传播的速度为3×108m／s，以c表示。c与真空介电常量ε0(electric permittivityof a vacuum))和真空磁导率μ0(the magnetic permeability of a vacuum)的关系为 ????????????????????????????? ??（3-2?） 　 当光在介质中传播时，其速度v由下式决定： ????????????????????????????????（3-3） 　 c为真空中光的速度；εr为介质的相对介电常量；μr为介质的磁导率。 Chapter3 Propert