讲义课件27磁介质-31.pptx

磁介质;物质的磁性;　　　1. 抗磁效应（diamagnetic effect） ——原子轨道磁矩对磁场的响应 (P257);由此解出 电子形成的轨道电流为 电子的轨道磁矩为;　　有弱外磁场时，电子的速度将发生变化：（电子感应加速器） 此时电子的运动方程为 ;　　电子的轨道磁矩为 磁场引起电子轨道磁矩的改变量 ; 2. 磁介质的磁化 (1) 抗磁质（diamagnetic materials） 有些介质，整个原子或分子的总磁矩为零. 在外磁场的作用下，每个轨道电子都将出现与外磁场方向相反的附加磁矩△m ???于是，所有原子或分子都显示出与外场反向的净磁矩m .;分子磁矩处于这个方向时，势能不是最小值，它们为什么不转动到势能最小的方向？;;　　由于分子中每个轨道电子都会出现与外磁场反向的附加磁矩，因此顺磁质在外磁场作用下，也显示出一定的抗磁效应，但通常情况下，每个分子的反向附加磁矩△m 要比其固有磁矩m小得多，因而抗磁性被顺磁性掩盖了.;(3)铁磁质（ferromagnetic materials）;磁畴(domain) 结构 ;Magnetic domain wall of Co-Pt multilayer surface ; 有外磁场B0时，与B0方向一致或接近的磁畴体积扩大，这类物质开始显示出宏观磁性. 当外磁场B0达到一定值时，所有原子或分子磁矩的取向将达到完全一致，于是进入“饱和磁化”状态.; 铁磁质的一个最重要的性质: 是当温度降到某个临界温度（相变温度、或称居里温度）TC 以下时，即使没有外磁场的作用，各个磁畴也会进入“自发磁化”状态，此时磁畴内部的磁矩取向变得高度一致.　　高于TC时，磁畴瓦解，变为顺磁性。;4. 磁化强度和磁化电流（P235）;分子电流磁矩 ; 在介质内取任一曲面S，其边界为L , 求通过该曲面的电流.显然，只有与边界L连环的那些分子才对通过S 的电流有贡献. ;;与曲面S 的整个边界L连环的总磁化电流就是 设介质内部磁化电流密度为Jm,则通过任意曲面的总磁化电流是 便得到任一点的磁化电流密度：;如果介质均匀磁化，则▽×M = 0, 介质内部的磁化电流密度Jm处处为零； 但是对于非均匀磁化的介质，其内部将可能有Jm分布.;介质表面的磁化电流;设介质表面某处的磁化强度为M，在此处取一矩形回路，长△l ，高h→0， △l与M的切向分量平行，于是由(*)，有;5．磁化电流产生的磁场（P239） ; [例]无限长均匀介质圆柱被其表面的通电螺线管磁化，磁化强度为M，螺线管单位长度的匝数为n，其中通以强度为If 的传导电流，求其内的磁感应强度（P239） [解]传导电流If 在轴上任一点P的磁感应强度 ;　　内部的磁化电流密度Jm=▽×M = 0，而表面磁化电流密度——沿介质圆柱表面纵向单位长度的磁化电流为im =M ，这电流分布就好像另一个密绕的“螺线管”. 根据上式的结果，它在轴上P点产生的磁感应强度为;　　因此，P点的总磁感应强度为 于是介质柱内任何一点上的总磁感应强度为 ;28;29;30; 6．磁场强度（教材P240）;　　引入一个辅助场量——磁场强度H（magnetic intensity），定义为 得关于磁场强度H的安培环路定理：;是稳恒情况下，磁场安培环路定理的两种表示形式，它们的微分形式分别是 磁场的“高斯定理”仍然是 ;H由传导电流决定？;差别;边界（１）;边界（２）; 7.介质的磁化规律（教材P584）;顺磁质和抗磁质的磁化规律;顺磁质和抗磁质的磁化规律;一些顺磁质和抗磁质在室温下的磁化率.;　　由定义H =B/m0-M ，得到上述两类各向同性线性介质内部，总磁感应强度B与磁场强度H 的关系：; 由于顺磁质的cm 0，故其相对磁导率mr1； 虽然抗磁质的cm 0，但一般的抗磁质cm的绝对值是远小于1的，因而其相对磁导率mr很接近于1的.因此，各向同性的线性磁介质内部的每一点上，磁感应强度B正比于磁场强度H，而且两者有相同的取向.在真空中，cm = 0，M =0，mr =1，因此; 比较： 电介质P 与磁介质M 的定义 E和D的高斯定理, B和H 的安培环路定理 各向同性的线性介质中： D = e E, B= m H 真空中： D = e0 E, B= m0 H