磁介質(zhì)中的磁場

磁介質(zhì)中的磁場第一頁，共九十頁，2022年，8月28日介質(zhì)的磁化返回結(jié)束第二頁，共九十頁，2022年，8月28日

§12-1磁介質(zhì)介質(zhì)的磁化B0傳導(dǎo)電流在真空中的磁場B介質(zhì)中的合磁場順磁質(zhì)B0B>抗磁質(zhì)<B0B鐵磁質(zhì)>B0B>=B0BB+′B介質(zhì)磁化所產(chǎn)生的附加磁場′錳、鉻、鉑、氮水銀、銅、硫、氫、金、銀鐵、鎳、鈷、鐵氧體一、磁介質(zhì)的分類一、磁介質(zhì)的分類返回結(jié)束第三頁，共九十頁，2022年，8月28日NSB′NS順磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定B非均勻磁場懸絲懸絲懸絲懸絲懸絲返回結(jié)束圓柱形試件第四頁，共九十頁，2022年，8月28日NSB′NS順磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定B順磁質(zhì)試件向右擺動(dòng)返回結(jié)束第五頁，共九十頁，2022年，8月28日抗磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定NSB抗磁質(zhì)試件向左擺動(dòng)B′NS返回結(jié)束第六頁，共九十頁，2022年，8月28日B介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定NS抗磁質(zhì)試件向左擺動(dòng)抗磁質(zhì)磁化后試件的極性B′NS返回結(jié)束第七頁，共九十頁，2022年，8月28日順磁質(zhì)分子的固有磁矩?zé)o外磁場作用時(shí)，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，分子磁矩取向各不相同,整個(gè)介質(zhì)不顯磁性。epm二、順磁質(zhì)及其磁化分子磁矩=pm0即：不為零，返回結(jié)束第八頁，共九十頁，2022年，8月28日MpmB=+B0pmM有外磁場時(shí)，分子磁矩要受到一個(gè)力矩的作用。MB0這一力矩使分子磁矩轉(zhuǎn)向外磁場的方向返回結(jié)束第九頁，共九十頁，2022年，8月28日MpmB=+MB0pm有外磁場時(shí)，分子磁矩要受到一個(gè)力矩的作用。MB0這一力矩使分子磁矩轉(zhuǎn)向外磁場的方向返回結(jié)束第十頁，共九十頁，2022年，8月28日順磁質(zhì)磁化結(jié)果，使介質(zhì)內(nèi)部磁場增強(qiáng)。B0B0B>即：B′返回結(jié)束第十一頁，共九十頁，2022年，8月28日抗磁質(zhì)分子的固有磁矩為零。三、抗磁質(zhì)的磁化即分子中所有電子自旋磁矩和軌道磁矩的矢量和為零。返回結(jié)束第十二頁，共九十頁，2022年，8月28日B0外磁場BpmM=+Pm電子軌道磁矩FPd=tde角動(dòng)量方向LLΔ.角動(dòng)量增量方向.MM的方向.M在圓周運(yùn)動(dòng)中P的大小。改變P的方向而不能只能改變所以F由于FP，PF返回第十三頁，共九十頁，2022年，8月28日MLd=tdB0外磁場ePm電子軌道磁矩角動(dòng)量方向LLΔ.角動(dòng)量增量方向.MM的方向.MPmΔ附加磁矩方向分子磁矩在磁場中L的大小。改變L的方向而不能只能改變所以M由于ML，電子軌道平面在磁場中作進(jìn)動(dòng)。電子軌道平面進(jìn)動(dòng)方向返回第十四頁，共九十頁，2022年，8月28日由于附加磁矩方向和外磁場相反，所以B0外磁場ePm電子軌道磁矩角動(dòng)量方向LLΔ.角動(dòng)量增量方向.MM的方向.MPmΔ附加磁矩方向電子軌道平面進(jìn)動(dòng)方向<B0B返回第十五頁，共九十頁，2022年，8月28日eLPmMPmΔB0外磁場B0外磁場ePmLMPmΔ電子軌道運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)動(dòng)方向進(jìn)動(dòng)方向附加磁矩方向附加磁矩方向無論電子軌道運(yùn)動(dòng)方向如何，附加磁矩方向總是和外磁場方向相反。無論電子軌道運(yùn)動(dòng)方向如何，附加磁矩方向總是和外磁場方向相反。返回第十六頁，共九十頁，2022年，8月28日一、磁化強(qiáng)度：

§12-2磁化強(qiáng)度磁化電流=pMΣmVΔpΣmΔ+對于順磁質(zhì)pΣmΔpΣm<<pmΔ可忽略Σ對于抗磁質(zhì)pΣm=0分子固有磁矩矢量和pΣm分子附加磁矩矢量和pΣmΔ返回結(jié)束第十七頁，共九十頁，2022年，8月28日...I..++++++l.傳導(dǎo)電流S圓柱體橫截面積pΣm=slSas磁化面電流密度（單位長度上的電流）aB0sasa磁化面電流分子電流=pMΣmVΔ=slSalS=sa=MsaM返回結(jié)束第十八頁，共九十頁，2022年，8月28日sasa磁化面電流MA.Mdlò=.MdlòB.=MABl=M=salI=s.MdlòI=slADCB返回結(jié)束第十九頁，共九十頁，2022年，8月28日返回結(jié)束第二十頁，共九十頁，2022年，8月28日磁場強(qiáng)度德國數(shù)學(xué)家物理學(xué)家高斯(1777-1855)第二十一頁，共九十頁，2022年，8月28日

§12-3磁介質(zhì)中的磁場磁場強(qiáng)度一、有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理Bldl.=IΣòμoIs+()Mldl.ò=IΣμo+()BμoM=H介質(zhì)磁中有磁化面電流，安培環(huán)路定理為：Bldl.=òμoM()IΣ即：定義磁場強(qiáng)度HBldl.òμoM()=ldl.òH=IΣldl.=òHIΣ有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理返回結(jié)束第二十二頁，共九十頁，2022年，8月28日M=Hm實(shí)驗(yàn)指出：m磁化率順磁質(zhì)m>0抗磁質(zhì)m<0BμoM=H+μoHmμo=H+μoHm=+μo1()μr+1m=令：Bμo=Hμrμ=Hμr相對磁導(dǎo)率返回結(jié)束第二十三頁，共九十頁，2022年，8月28日順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)的磁化率順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)的磁化率材料溫度/Kcm/10-5明礬（含鐵）44830順明礬（含鐵）90213明礬（含鐵）29366磁氧（液態(tài)）293152氧氣2930.19質(zhì)鈉2930.72鈾29340鋁2932.2抗鉍293-16.6磁水銀293-2.9質(zhì)銀293-2.6鉛293-1.8銅293-1.0返回結(jié)束第二十四頁，共九十頁，2022年，8月28日=NIN匝數(shù):()[例題1]一環(huán)形螺線管，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為μ，相對磁導(dǎo)率為μr的順磁質(zhì)。環(huán)的橫截面半徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑。求：環(huán)內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度H=r2NI得：πHldl.=r2Hπ=nIB=mHmrm0H=r返回結(jié)束第二十五頁，共九十頁，2022年，8月28日.Hldl=r2πH=2rIR2[例題2]一無限長載流圓柱體，通有電流I，設(shè)電流I

均勻分布在整個(gè)橫截面上。柱體的磁導(dǎo)率為μ，柱外為真空。求：柱內(nèi)外各區(qū)域的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。μB=R2Ir2πH=R2Ir2π得：=I′IIHμμ0Rr′Rr<1.解：返回結(jié)束第二十六頁，共九十頁，2022年，8月28日πr2H=Ir2πIH=Iμμ0RHrHrR2πIROμμ2πIR0BrR2πIRO在分界面上H

連續(xù),B不連續(xù)。Rr>2.B=r2πIμ0返回結(jié)束第二十七頁，共九十頁，2022年，8月28日均勻磁化球的B線和H線B線H線返回結(jié)束第二十八頁，共九十頁，2022年，8月28日返回結(jié)束第二十九頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)第三十頁，共九十頁，2022年，8月28日§12-5鐵磁質(zhì)§12-5鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)>B0B>鐵、鎳、鈷、鐵氧體Bμ=H對于順磁質(zhì)與抗磁質(zhì)，B與H有線性關(guān)系，對于鐵磁質(zhì)，B與H之間的關(guān)系比較復(fù)雜，μ為一常量。即：磁導(dǎo)率不是一個(gè)常量。μ磁導(dǎo)率由實(shí)驗(yàn)所測定的B與H之間的關(guān)系曲線稱為磁化特性曲線。一、鐵磁質(zhì)及其磁化返回結(jié)束第三十一頁，共九十頁，2022年，8月28日eKIRG沖擊電流計(jì)探測線圈鐵環(huán)(試件)開關(guān)磁場強(qiáng)度H可以根據(jù)I的測量由式來確定。H=nI用沖擊電流計(jì)G,可以測出感應(yīng)電量q,再由下式間接地測出B。B=qRNSS環(huán)形鐵芯的橫截面積測定磁化曲線的實(shí)驗(yàn)裝置測定磁化曲線的實(shí)驗(yàn)裝置返回結(jié)束第三十二頁，共九十頁，2022年，8月28日OBHACDB...EF.HCBs.BrHs.初始磁化曲線Br剩磁.HsBs.飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力HC磁滯回線返回結(jié)束第三十三頁，共九十頁，2022年，8月28日居里點(diǎn)：當(dāng)溫度達(dá)到一定時(shí)，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾刨|(zhì)，稱這一溫度為“居里點(diǎn)”居里.M返回結(jié)束第三十四頁，共九十頁，2022年，8月28日二、磁疇根據(jù)現(xiàn)代理論，鐵磁質(zhì)相鄰原子的電子之間存在很強(qiáng)的“交換耦合作用”，使得在無外磁場作用時(shí)，電子自旋磁矩能在小區(qū)域內(nèi)自發(fā)地平行排列，形成自發(fā)磁化達(dá)到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域。這些區(qū)域稱為“磁疇”用磁疇理論可以解釋鐵磁質(zhì)的磁化過程、磁滯現(xiàn)象、磁滯損耗以及居里點(diǎn)。1892年羅辛格首先提出，磁疇的形成是由于磁偶極子間非磁性的相互作用。返回結(jié)束第三十五頁，共九十頁，2022年，8月28日1926年海森堡用量子力學(xué)中的交換力解釋了磁偶極子間相互作用的起源。返回結(jié)束第三十六頁，共九十頁，2022年，8月28日1935年，朗道和栗佛希茲從磁場能量的觀點(diǎn)說明了磁疇的成因。返回結(jié)束第三十七頁，共九十頁，2022年，8月28日顯示磁疇結(jié)構(gòu)的鐵粉圖形返回結(jié)束第三十八頁，共九十頁，2022年，8月28日純鐵硅鐵鈷三種鐵磁性物質(zhì)的磁疇返回結(jié)束第三十九頁，共九十頁，2022年，8月28日Si-Fe單晶(001)面的磁疇結(jié)構(gòu)箭頭表示磁化方向0.1mm返回結(jié)束第四十頁，共九十頁，2022年，8月28日單晶磁疇結(jié)構(gòu)示意圖多晶磁疇結(jié)構(gòu)示意圖返回結(jié)束第四十一頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H返回第四十二頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H返回第四十三頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H返回第四十四頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H返回第四十五頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H返回第四十六頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第四十七頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第四十八頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第四十九頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十一頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十二頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十三頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十四頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十五頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十六頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十七頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十八頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第五十九頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十一頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十二頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十三頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十四頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十五頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十六頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十七頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十八頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第六十九頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十一頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十二頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十三頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十四頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十五頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十六頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十七頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十八頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第七十九頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第八十頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第八十一頁，共九十頁，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第八十二頁，共九十頁，2022年，8月2