厦门理工学院 大物下 第十五章 物质的磁性.pptVIP

第十五章物质的磁性 第三篇 电磁学 （一）物质对磁场的影响 （二）原子的磁矩 （三）物质的磁化 （四）H矢量及其环路定理 ? ? （五）铁磁质 主要内容 15-1 物质对磁场的影响 15-2 原子的磁矩 一、磁介质对磁场的影响 磁介质对磁场的影响 ——磁介质的相对磁导率 ——磁介质激发的附加磁感应强度 磁介质的分类 锰、铬、铂、氮 水银、铜、硫、氢、金、银 铁、镍、钴、铁氧体 顺磁质 抗磁质 铁磁质 弱磁物质：顺磁质、抗磁质 强磁物质：铁磁质 一、磁介质对磁场的影响 二、原子的磁矩 各电子磁矩 + - - + 分子磁矩 + - 分子磁矩 圆形轨道电流： 轨道磁矩： 轨道角动量： 电子的轨道磁矩： + - 二、原子的磁矩 原子中电子的轨道磁矩 电子的自旋磁矩 —— 所有电子磁矩的总和 分子磁矩 + - 二、原子的磁矩 顺磁质 特点：存在分子固有磁矩 弱磁介质的磁化机制 三、磁介质的磁化机制 抗磁质 e e 抗磁性：磁介质中大量分子的附加磁矩在宏观上对外显示出与外磁场方向相反的磁效应。 特点：分子固有磁矩等于零。 三、磁介质的磁化机制 抗磁质： 只有抗磁效应 顺磁质： 抗磁效应被顺磁效应掩盖了。 大于附加磁矩 固有磁矩 抗磁性是一切磁介质所具有的性质。 三、磁介质的磁化机制 15-3 物质的磁性 束缚电流及附加磁场 顺磁质 抗磁质 IS——束缚电流（或磁化电流） 一、物质的磁化 磁化强度 ——反映介质磁化状态的物理量 顺磁质： 方向与 同向 抗磁质： 方向与 反向 单位：A/m 二、磁化强度 磁化强度与束缚电流的关系 磁化面电流线密度 jS： 介质表面单位长度的磁化电流。 c b a d 二、磁化强度 15-4 H矢量的安培环路定理 一、 H矢量的安培环路定理 H矢量及其环路定理 顺 磁 质 传导电流 束缚电流 定义磁场强度： 单位：A m-1 在有物质的磁场中，沿任意闭合路径磁场强度的线积分等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和。 一、 H矢量的安培环路定理 适用各向同性磁介质 H、M、B三者的关系 ——磁化率 ?r —相对磁导率 ? —磁导率 一、 H矢量的安培环路定理 （1）只与传导电流有关，与束缚电流无关 （3）在真空中： （2） 与 一样是辅助量，描述电磁场 几点说明 一、 H矢量的安培环路定理 二、 H矢量安培环路定理的应用 磁介质的安培环路定理的应用 一般步骤： （1）在对称性分析基础上选取适当环路L （2）由 求磁场强度H分布 （3）由 求磁感应强度B分布 例1、一充满均匀磁介质的密绕细螺绕环，已知单位长度的匝数为n，电流I ，磁导率?r, 求矢量H、B。 解： 根据介质的安培环路定理： 细圆环满足： 一、 H矢量的安培环路定理 例2、半径为 R1 无限长圆柱形直导线，外面包一层半径为 R2 ，相对磁导率为 ?r 的圆筒形磁介质。通过导线的电流为 I0 。求：磁介质内、外磁场强度和磁感应强度的分布。 Io ?r ?r R1 L R2 一、 H矢量的安培环路定理 R2 R1 L r 解： 15-5 铁磁质 一、 铁磁质 铁磁质的特性 （1）相对磁导率?r极大。 （2）矢量B和H的关系呈非线性、非单值的关系。 （3）具有磁滞现象（磁滞回线）。 （4）存在居里温度TC，当温度高于TC时，材料 为顺磁质。