13.1 磁介质的磁化
13.2 顺磁质和抗磁质的磁化
原子中电子的磁矩——磁化的微观机制
电子轨道磁矩
设电子速度为v,圆周运动的半径为r
电子轨道磁矩和电子轨道角动量方向相反
电子自旋磁矩
电子自旋磁矩与自旋角动量的关系:
分子电流、分子磁矩、附加磁矩
分子磁矩
分子中所有电子产生的(包括轨道运动和自旋运动)的总磁效应等效于一个圆环电流——分子电流,相应的磁矩就是分子磁矩
外磁场中电子旋进的附加磁矩
外加磁场时,运动电子受洛伦兹力作用,作旋进运动,产生附加磁矩,方向总是和方向相反
分子的附加磁矩
外磁场中,所有电子旋进产生的附加磁矩之和称为分子附加磁矩,其方向总是和方向相反
这就是所谓的抗磁性的根源,一切磁介质分子所共有的抗磁效应
顺磁质和抗磁质的磁化
顺磁质和抗磁质的特点
- 顺磁质
在磁场中,分子取向变得有规律,固有磁矩叠加产生磁矩。同样会产生附加磁矩,但是,故整体而言表现“顺磁”的特性,即增强原有磁场。
- 抗磁质
分子的固有磁矩为零,因此在磁场中只会产生附加磁场,对外也就表现出附加磁场的性质(和外加磁场方向相反)
顺磁质和抗磁质磁化的微观解释
- 顺磁质
,对外表现顺磁性
- 抗磁质
磁化强度和磁化电流
磁化强度
磁化强度和磁化电流的关系
- 磁化的宏观表现——磁化电流
如图a所示,长直螺线管通入电流I,内部产生磁场,将磁介质磁化
物体内部的分子电流方向相反且距离很近,可以判断物体内部的分子电流相互抵消
外表面形成环形等效电流(也叫分子面电流、磁化电流、束缚电流)与成右手螺旋关系
因为M其实就是磁矩的叠加;磁矩当然和产生磁矩的电流成右手螺旋关系
磁化电流方向判断方法: 顺磁质:和传导电流方向一致 抗磁质:和传导电流方向相反
- 磁化强度和磁化电流线密度的关系
要求jm,先求M
M的方向和磁化电流成右手螺旋关系(其实挺自然的,M与分子磁矩同向,分子磁矩和磁化电流成右手螺旋关系)
- 磁化强度和磁化电流强度的关系
磁化强度M沿任意闭合回路L的积分等于通过该回路所包围的磁化电流强度的代数和
13.3 存在磁介质时磁场的基本规律
存在磁介质时的磁场高斯定理
在电流的磁场存在磁介质时,其磁场的磁感应强度应该由传到电流和磁化电流共同激发
在一个闭合曲面内,外加磁场和分子附加磁矩所产生的磁通都是零,他们的代数和当然也是零。
存在磁介质时的安培环路定理 磁场强度H
由一般的安培环路定理出发开始推导:
仿照静电场中的操作,为了使表述简便,我们定义磁场强度H:
磁场强度由磁感应强度B而非磁场强度H表示
注意,此处的是传导电流
磁场强度的特点及磁导率
由磁场强度的定义式可以得到:
- 各向同性的磁介质中B,H,M的关系
- 实验表明,
为磁化率,无量纲
称为相对磁导率()
有介质时安培环路定理的应用
这一题的磁化电流的方向比较特殊,和引入中讲的情况不同
13.4 铁磁质(仅作了解即可?)
居里点的应用:
电饭煲(居里点:103℃)
铁磁质的磁化规律
磁化曲线:B随H变化关系,可以观察到上式中的(实际上是)的变化
不是很重要的内容、看看就好