电磁场课件（涂治红）电磁场15 静磁学2 磁化和边界条件.pdfVIP

电磁场 Electromagnetic Fields 第15讲静磁学2 — 磁化和边界条件 涂治红 华南理工大学电子与信息学院 天线与射频技术研究所 TEL: 604 Email: zhtu@scut.edu.cn Research Institute of Antennas RF Techniques 第15讲内容  静磁场媒质的磁化 p127  静磁场的边界条件 p132 Research Institute of Antennas RF Techniques 15.1 媒质的磁化 【媒质磁化的机理】 媒质的分子中电子的自旋、绕原子核的运动和 原子核自身的自旋都会形成微观的小圆环电 流，称为分子电流(束缚电流) ，可等效为磁偶 极子，具有一定的磁矩。 pm i S ˆ S a S i为分子电流， n ，其 方向与i流动的方向成右手螺 旋关系。 Research Institute of Antennas RF Techniques 不存在外磁场时，由于热运动的结果，这些磁 偶极子的取向杂乱无章，其合成磁矩几乎为 0，对外不显磁性。 当外加磁场时，在磁场力的作用下，这些带电 粒子的运动方向发生变化，甚至产生新的电 流，导致各个磁矩重新排列，宏观的合成磁矩 不再为零，这种现象称为磁化。 Research Institute of Antennas RF Techniques 与极化现象不同，磁化结果使媒质中的合成 磁场可能减弱或增强，而介质极化总是导致 合成电场减弱。 根据磁化过程，媒质的磁性能分为抗磁性、 顺磁性、铁磁性及亚铁磁性等。 抗磁性：电子进动产生的附加磁矩方向总 是与外加磁场的方向相反，导致媒质中合 成磁场减弱。因此，这种磁性能称为抗磁 性，如银、铜、铋、锌、铅及汞等。 Research Institute of Antennas RF Techniques 顺磁性：在外加磁场的作用下，除了引起电 子进动以外，磁偶极子的磁矩方向朝着外加 磁场方向转动。因此，合成磁场增强，这种 磁性能称为顺磁性。如铝、锡、镁、钨、铂 及钯等。 铁磁性：内部存在“磁畴”，每个“磁畴” 中磁 矩方向相同，但是各个“磁畴”的磁矩方向杂 乱无章，对外不显示磁性。在外磁场作用 下，各个“磁畴”方向趋向一致，且畴界面积 还会扩大，因而产生很强的磁性。例如铁、 钴、镍等。这种铁磁性媒质的磁性能还具有 非线性，且存在磁滞及剩磁现象。 Research Institute of Antennas RF Techniques 亚铁磁性：是一种金属氧化物，磁化现象比 铁磁媒质稍弱一些，但剩磁小，且电导率很 低，这类媒质称为亚铁磁媒质。例如铁氧体 等。由于其电导率很低，高频电磁