大學(xué)物理-磁介質(zhì)教學(xué)

1、1、了解磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象及其微觀解釋；、了解磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象及其微觀解釋；2、了解磁介質(zhì)中的高斯定理及安培環(huán)路定理；、了解磁介質(zhì)中的高斯定理及安培環(huán)路定理；3、了解鐵磁質(zhì)的特性：剩磁、磁滯、磁疇、居、了解鐵磁質(zhì)的特性：剩磁、磁滯、磁疇、居里點(diǎn)。里點(diǎn)。一、磁介質(zhì)的分類：一、磁介質(zhì)的分類： 與電場(chǎng)中的電介質(zhì)相類似，處在磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)也要磁化與電場(chǎng)中的電介質(zhì)相類似，處在磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)也要磁化BBB 0 但實(shí)驗(yàn)表明，不同的磁介質(zhì)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)是各但實(shí)驗(yàn)表明，不同的磁介質(zhì)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)是各不相同的，可按其附加磁場(chǎng)分為三大類：不相同的，可按其附加磁場(chǎng)分為三大類：1.順磁質(zhì)：順磁質(zhì)：00 ,

2、BBBB 同方向同方向與與00 , . 2BBBB 反方向反方向與與抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)000 , . 3BBBBBB 同同方方向向且且與與鐵鐵磁磁質(zhì)質(zhì) 磁介質(zhì)磁介質(zhì):* 相對(duì)磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率:orBB實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：有、無(wú)磁介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：有、無(wú)磁介質(zhì)的螺旋管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值，螺旋管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值，可表征它們?cè)诖艌?chǎng)中的性質(zhì)?？杀碚魉鼈?cè)诖艌?chǎng)中的性質(zhì)。0BIIBII* 順磁質(zhì)順磁質(zhì)1r1r* 抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)1r* 鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì) 磁介質(zhì)的分類：磁介質(zhì)的分類：如氧、鋁、鎢、鉑、鉻等。如氧、鋁、鎢、鉑、鉻等。如氮、水、銅、銀、金、鉍等。如氮、水、銅、銀、金、鉍等。如鐵、鈷、鎳等如鐵、鈷、鎳等超導(dǎo)體是理想的抗磁

3、體超導(dǎo)體是理想的抗磁體二、順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化：二、順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化： 一個(gè)分子的磁矩是各原子中電子軌道磁矩和自旋磁矩的一個(gè)分子的磁矩是各原子中電子軌道磁矩和自旋磁矩的矢量和，稱為分子磁矩?？梢钥醋饔梢粋€(gè)等效的圓電流矢量和，稱為分子磁矩?？梢钥醋饔梢粋€(gè)等效的圓電流-分子電流產(chǎn)生的。分子電流產(chǎn)生的。nSSSIpm ,nSSSI , Lme2 當(dāng)磁介質(zhì)分子處在磁場(chǎng)中時(shí)，每個(gè)分子均會(huì)產(chǎn)生與外磁場(chǎng)當(dāng)磁介質(zhì)分子處在磁場(chǎng)中時(shí)，每個(gè)分子均會(huì)產(chǎn)生與外磁場(chǎng)方向相反的附加磁矩，這是一切磁介質(zhì)分子都有抗磁性的方向相反的附加磁矩，這是一切磁介質(zhì)分子都有抗磁性的原因原因。LtMdd 1.順磁質(zhì)的磁化順磁質(zhì)的磁化：主

4、主要要因因素素是是順順磁磁質(zhì)質(zhì)產(chǎn)產(chǎn)生生磁磁效效應(yīng)應(yīng)的的分分子子磁磁矩矩mmmPPP, 2.抗磁質(zhì)的磁化：抗磁質(zhì)的磁化：主主要要因因素素是是抗抗磁磁質(zhì)質(zhì)產(chǎn)產(chǎn)生生磁磁效效應(yīng)應(yīng)的的附附加加磁磁矩矩mmpp , 03.磁化強(qiáng)度和磁化電流：磁化強(qiáng)度和磁化電流：VpMm 磁化電流和磁化電流密度磁化電流和磁化電流密度 LmmlMInMjd ,三、有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理：三、有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理： 0000)( d )(d IMBlMIIIlBLLmmL 而而與電場(chǎng)類似與電場(chǎng)類似 00dIlHMBHDL 類似，令類似，令與引入與引入HBHHMrrm 0 ,)1( 對(duì)各向同性的磁介質(zhì)有對(duì)各向同性的磁介質(zhì)有

5、今后求解有關(guān)磁場(chǎng)的問(wèn)題一般都先求磁場(chǎng)強(qiáng)度，再求磁感今后求解有關(guān)磁場(chǎng)的問(wèn)題一般都先求磁場(chǎng)強(qiáng)度，再求磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁化強(qiáng)度等應(yīng)強(qiáng)度及磁化強(qiáng)度等mjMBH分析教材上的例題分析教材上的例題13.1電介質(zhì)中的高斯定理電介質(zhì)中的高斯定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理SSqqSdE)(100LLLiIl dB00l dMIl dBLLL00LLIl dMB)(0MBHdef0LLIl dHSSSSdPqSdE00011SSqSdPE00)(PEDdef0 SSqSdDEDe0)1 (EEDr0r 稱為相對(duì)電容率稱為相對(duì)電容率或相對(duì)介電常量?；蛳鄬?duì)介電常量。 之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：EDP、)1

6、(erEPe0HMm 之之間的關(guān)系間的關(guān)系MHB,實(shí)驗(yàn)規(guī)律實(shí)驗(yàn)規(guī)律量綱量綱MBHdef0PEDdef0HBm)1 (0)1 (mrHHBr0r 稱為相對(duì)磁導(dǎo)率稱為相對(duì)磁導(dǎo)率r0磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率電磁場(chǎng)的電磁場(chǎng)的本構(gòu)方程本構(gòu)方程描述真空中電磁場(chǎng)和描述真空中電磁場(chǎng)和介質(zhì)中電磁場(chǎng)的關(guān)系式介質(zhì)中電磁場(chǎng)的關(guān)系式rIH2II例題：長(zhǎng)直單芯電纜的芯是一根半徑為例題：長(zhǎng)直單芯電纜的芯是一根半徑為R 的的金屬導(dǎo)體，它與外壁之間充滿均勻磁介質(zhì)，電金屬導(dǎo)體，它與外壁之間充滿均勻磁介質(zhì)，電流從芯流過(guò)再沿外壁流回。求介質(zhì)中磁場(chǎng)分布流從芯流過(guò)再沿外壁流回。求介質(zhì)中磁場(chǎng)分布及與導(dǎo)體相鄰的介質(zhì)表面的束縛電流。及與導(dǎo)體相鄰的介質(zhì)表面

7、的束縛電流。RLLIl dHrrIHBrr200方向沿圓的切線方向方向沿圓的切線方向BMBH0nMjRIjr2) 1(方向與軸平行方向與軸平行磁介質(zhì)內(nèi)表面的總束縛電流磁介質(zhì)內(nèi)表面的總束縛電流IRjIr) 1(2n M j觀看錄像并思考下列問(wèn)題：觀看錄像并思考下列問(wèn)題：1.為什么磁鐵能吸引鐵釘之類的未磁化的鐵制物質(zhì)？為什么磁鐵能吸引鐵釘之類的未磁化的鐵制物質(zhì)？2.當(dāng)鐵磁體受到強(qiáng)烈的震動(dòng)，或在高溫下（居里點(diǎn)以上）當(dāng)鐵磁體受到強(qiáng)烈的震動(dòng)，或在高溫下（居里點(diǎn)以上）鐵磁體的鐵磁性質(zhì)將全部消失，這是為什么？鐵磁體的鐵磁性質(zhì)將全部消失，這是為什么？3.鐵磁質(zhì)可分為哪幾類？它們各有什么用途？鐵磁質(zhì)可分為哪幾類？它們各有什么用途？鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律：鐵磁