-北京大学物理学院.PDF

第 五 章 磁 介 质 作业：5-1、2、3、5、6 1 本章主要内容 §1. 磁介质的磁化 §2. 各种磁介质的磁化机制 §3. 电磁场在分界面上的边界条件 2 §1. 磁介质的磁化 1.1 磁性、磁介质、磁化 1.2 磁化强度 1.3 磁化电流 1.4 磁化电流与磁化强度的关系 1.5 磁介质中的安培环路定理 3 1.1 磁性、磁介质、磁化 磁性：物质的基本属性之一，即物质的磁学特性； 吸铁石——天然磁体 —— 具有较强磁性； 多数物质一般情况下没有明显的磁性。 磁介质(magnetic medium): 在磁场的作用下会发生变化， 并能反过来影响磁场的物质。一般物质在较强磁 场的作用下都显示出一定程度的磁性,即都能对磁 场的作用有所响应，所以都是磁介质； 研究方法 ：磁荷观点、分子环流（以此观点讨论）； 物质的磁性起源于原子的磁性；严格的磁学 理论应该建立在量子力学基础上 。 4 磁化 （magnetization）：在外磁场的作用下，原来 没有磁性的物质，变得具有磁性，称为磁化。磁介质被 磁化后，会产生附加磁场，从而改变原来空间磁场的分 布。不同类型的物质对磁场有不同的响应,即具有不同 的磁性；这与物质内部的电磁结构有着密切的联系； 分子电流：安培的大胆假设：磁介质的“分子”相当于 一个环形电流，它是由电荷的某种运动形成的，它没有 像导体中的电流所受的阻力；分子的环形电流具有磁 矩—分子磁矩，它在外磁场的作用下可以自由地改变方 向。 其实在安培时代，对于物质的分子、原子结构的认 识还很肤浅，电子尚未发现，所谓“分子”泛指介 质的微观基本单元。 5 现代观点： 物质是由分子或原子构成的，它们所包含的每一个电子都 同时参与了两种运动：电子/核的自旋(spin) 以及电子绕原 子核的轨道运动． 自旋和轨道运动都对应着一定的磁矩，分别称为电子/核 的自旋磁矩(spin magnetic moment) m 和轨道磁矩(orbital s magnetic moment) m ． l 整个分子的磁矩是它所包含的所有电子的自旋磁矩和轨道 磁矩的矢量和，称为分子的固有磁矩，简称分子磁矩 (molecular magnetic moment)，用m 表示．每一个分子磁 矩都可以用一个等效的圆电流来表示，称为分子电流 (molecular current) ． 6  在外磁场作用下大量分子电流混乱分布 （无序）； 整齐排列称为有序；  磁化了的介质内分子磁矩矢量和： m  0 ； i  分子磁矩的整齐排列贡献宏观上的磁化电流 I’ 7 视频： 磁物质，磁化，分子电流