大学物理(下)第九章2.pptVIP

9.6 磁介质 9.6.2 抗磁质与顺磁质的磁化 2. 顺磁质 3.抗磁质 4. 附加磁矩的产生 无论电子轨道运动方向如何，附加磁矩方向总是和外磁场方向相反。 9.6.3 磁化强度 9.6.4 磁介质中的安培环路定理 2. 磁介质中的安培环路定理 3. 磁场强度 9.6.5 　B与H的关系 例9.7　P90 例续 9.6.6 铁磁质 3. 磁化曲线 4.磁滞回线 5. 铁磁性材料及应用 例9.8 P95 * 9.6.1 磁介质的分类 磁场对处于磁场中物质的作用中叫磁化. 一切能够磁化的物质称为磁介质. 则介质中的总磁感强度为: 在介质均匀充满磁场的情况下 定义 ?r介质的相对磁导率 抗磁质: 铁磁质: 顺磁质: B B0 , ?r 1 B B0 , ?r 1 B B0 设真空中磁场为B0, 介质磁化后的附加磁场为B? B?与B0同向, B?与B0反向, 1. 分子电流与分子磁矩 ⊕ ? v P i Pm 分子中的电子绕核作圆运动. 分子对外产生的磁效应的总和等效于一个圆电流叫分子电流 i 对应的磁矩叫分子磁矩 注意:分子电流与导体中的传导电流是有区别的. 分子电流只作绕核运动,它们不是自由电子. 分子磁矩与分子角动量反向. 还有自旋，这都产生磁效应。 ?Pm ? 0 有外磁场时:各分子磁矩都要受磁力矩的作用, B0 ?Pm = 0 B B0 故: 力图使Pm 转向外磁场方向. 产生附加B?, 且与B0 方向一致. 分子磁矩和为 无外磁场时:固有分子磁矩Pm 取向无规. 任何磁介质都有抗磁性,在顺磁物质中Pm 产生的 B?远大于?Pm产生的B?, 故物质呈顺磁性.(忽略?Pm的影响) 可证明:任何磁介质在外磁场B0的作用下,将出现 B0反向的。 附加磁矩?Pm , 而?Pm产生的附加磁场B? 总是与 在抗磁质中,由于分子的电结构不同,固有分子磁矩Pm = 0, 而?Pm?0, 附加磁矩B?总与原磁场B0反向，故物质的抗磁性就突现出来了. 附加磁矩?Pm由电子的进动而产生 . Pm B0 P ?Pm 电子轨道运动而有角动量P和分子磁矩Pm Pm与P反向 在磁场B0中电子受磁力矩 方向向外. 由角动量定理 则电子出现进动 进动产生附加磁矩（相当于附加电流）?Pm 附加磁矩产生的磁场B?总是与原磁场B0反向 B 0 外磁场 e P m P M P m Δ e P P m M P m Δ B 0 外磁场 电 子 轨 道 运 动 方 向 进动 方向 进动 方向 定义: 为磁介质的磁化强度 单位: 安培每米, 符号为A·m－1 物理意义: 磁介质内单位体积中分子磁矩的矢量和. 用来表征磁介质被磁化的程度. 注意: 1. ?V 表示物理小体积微元,它在宏观上小,但其中仍包含大量的磁介质分子. 2. M 是一种空间分布. 对真空, M = 0 3.磁介质中各处M 相同,称为均匀磁化. 一. 磁化面电流密度 考虑长直螺线管内充满均匀磁介质 在导线中的传导电流I 产生的磁场的作用下,介质被磁化. ⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙ ?????????? 分子电流的宏观效果是在介质表面产生磁化电流. 引入磁化面电流密度js： Is = js L 此时介质内出现分子电流。 Is I 对顺磁质,磁化表面电流与传导电流同向。 抗磁质,磁化电流与传导电流反向。 则： ⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙ ????????? A B C D 由安培环路定理 而 Ii =?I +IS ?I是导线的传导电流. ?I=NI IS是分子电流——宏观表现为磁化面电流 可证明分子电流与磁化强度的关系 安培环路定理化为 进一步化为 令: 则磁介质中的安培环路定理为 H叫磁场强度 单位:A/m 说明: (1) ?I 是环路包围的传导电流之和,不含分子电流。 (2) I 的正负规定与真空中该定理的规定相同. (3) 由环路定理, H 的环流仅由?I决定,但环路上任一点的H 值仍由空间所有电流决定. (4)当磁场中充满均匀的各向同性磁介质时,可由H的环路定理先求H, 后求B. 实验表明:对各向同性非铁磁质 ?m 无量纲,叫磁化率,它随磁介质的性质而异. 或: 式中 ? =?0 ?r = ?0 ( 1 + ?m ) ,叫磁导率. 真空中: ?m = 0, ?r= 1, M = 0, B = ?0H 顺磁质: ?m 0, ?r 1 抗磁质: ?m 0, ?r 1 均匀介质?r 为常数,非均匀介质?r 为点函数. B=? H 一无限长直圆柱形铜导线,外包一层相对磁导率为?r的圆筒形介质,导线半径为R1, 磁介质的外半径为R2,导线内有电流I通过,电流均匀分布在横截面上，求 (1)介质内外的磁场强度分布 (2)介质内外的磁感应强度分布.