清华大学大学物理经典课件-磁场中的磁介质.ppt

1、1 陈信义编陈信义编 第第9章章 磁场中的磁介质磁场中的磁介质电磁学（第三册）电磁学（第三册）29.1 磁介质对磁场的影响磁介质对磁场的影响9.2 分子的磁矩分子的磁矩9.3 磁介质的磁化磁介质的磁化9.4 H的环路定理的环路定理9.5 铁磁介质铁磁介质9.6 简单磁路简单磁路 目目 录录【演示实验演示实验】巴克豪森效应、磁滞回线、巴克豪森效应、磁滞回线、居里点居里点39.1 磁介质对磁场的影响磁介质对磁场的影响0BBr r 相对磁导率相对磁导率顺磁质顺磁质 抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质4抗磁质（例如铜）抗磁质（例如铜）1100.115 r 顺磁质（例如铝）顺磁质（例如铝）11065.115 r

2、铁磁质铁磁质（铁、钴、镍及其合金，铁氧体）（铁、钴、镍及其合金，铁氧体）1 r 且与且与B0有关有关坡莫合金坡莫合金3105 2107 纯铁纯铁硅钢硅钢5101 r 1 r 工程上取工程上取介质的磁性介质的磁性59.2 分子的磁矩分子的磁矩rverpl 22 1、电子的轨道磁矩、电子的轨道磁矩Lmepel2 2、电子自旋磁矩、电子自旋磁矩Smepes22 相对论效应相对论效应Lmevrmmeeee22 zL-e,r pl轨道磁矩轨道磁矩轨道角动量轨道角动量mevS:自旋角动量自旋角动量L:轨道角动量轨道角动量63、磁矩的磁矩的量子化量子化 角动量是量子化的，其取值只能是普朗克角动量是量子化的，

3、其取值只能是普朗克常数常数 的整数或半奇数倍。的整数或半奇数倍。sJ1005.134 磁矩磁矩(轨道、自旋轨道、自旋磁矩磁矩)和和角动量成正比，角动量成正比，因此，因此，磁矩也是磁矩也是量子化量子化的。的。J J/T T241027.92 eBmem电子磁矩的取值，等于电子磁矩的取值，等于玻尔磁子玻尔磁子的整数倍。的整数倍。75、分子的固有磁矩、分子的固有磁矩所有电子的所有电子的轨道磁矩轨道磁矩和和自旋磁矩自旋磁矩的矢量和的矢量和“分子电流模型分子电流模型”经典电磁学：经典电磁学：用圆电流用圆电流等效固有磁矩等效固有磁矩SISIp 4、原子核的磁矩原子核的磁矩等于核磁子的整数倍等于核磁子的整数

4、倍原子核的磁矩可原子核的磁矩可以以忽略忽略。pme2eme2核核磁子磁子玻尔磁子玻尔磁子81、顺磁介质、顺磁介质9.3 磁介质的磁化磁介质的磁化分子具有固有磁矩分子具有固有磁矩固有磁矩趋向外磁场方向固有磁矩趋向外磁场方向表面出现束缚表面出现束缚(磁化磁化)电流电流 加强磁场加强磁场 j B 0B一、磁化的机制一、磁化的机制92、抗磁介质、抗磁介质 但是，电子磁矩在外磁场力矩作但是，电子磁矩在外磁场力矩作用下进动产生和外磁场用下进动产生和外磁场反向的感生磁矩。反向的感生磁矩。分子固有磁矩分子固有磁矩(电子轨道、自旋磁矩的矢量电子轨道、自旋磁矩的矢量和）为零。和）为零。出现反向的表面出现反向的表面

5、束缚电流束缚电流减弱磁场减弱磁场j 0BB 10LMB-e p pMB pL-e pBpM LM p 感生磁矩感生磁矩 和外磁场反向，减弱磁场。和外磁场反向，减弱磁场。感生磁矩的解释感生磁矩的解释磁矩进动磁矩进动11但感生磁矩但感生磁矩 TC 磁畴瓦解、铁磁质磁畴瓦解、铁磁质顺磁质。顺磁质。【演示实验演示实验】居里点居里点【演示实验演示实验】巴克豪森效应巴克豪森效应36简单磁路：简单磁路：磁场基本集中在铁芯内部，忽略漏磁。磁场基本集中在铁芯内部，忽略漏磁。由铁芯（磁隙）构成磁力线的通路磁路。由铁芯（磁隙）构成磁力线的通路磁路。IB0BS0C教材教材p307 例例9.337 IB0BS0C000000000000000,dddSBBSNISSBSlBSNIBlBBHBHNIlHlHlHrrrCl NISSlr 000 磁通磁通38全磁路欧姆定律：全磁路欧姆定律：IB0BS0CNISSlNISSlrr:000000磁动势磁阻磁通 磁隙磁隙