第一章物质磁性概述 第一节基本磁学量 第二节磁化状态下磁体中的静磁能量 第三节物质按磁性分类 第四节 磁性材料的磁化曲线和磁滞回线 返回 放映结束
第一节 基本磁学量 第二节 磁化状态下磁体中的静磁能量 第三节 物质按磁性分类 第四节 磁性材料的磁化曲线和磁滞回线 返回 放 映 结 束 第一章 物质磁性概述
第一节 基本磁学量 一、1 磁矩4m(Magnetic moment) (仿照静电学) 永磁体总是同时出现偶数个磁极。 正嫩极 负磁敏 正磁着十w 负磁考一四 思考：磁体内、外部H和B的取向有无不同？ 磁体无限小时，体系定义为磁偶极子 +m 偶极矩：jm=mld 方向：-m指向+m 单位：Wbm m
一、磁矩 μm (Magnetic moment) 永磁体总是同时出现偶数个磁极。 磁体无限小时，体系定义为磁偶极子 偶极矩： 方向：-m指向+m 单位：Wb∙m j l m m +m -m l 第一节 基本磁学量 思考：磁体内、外部H和B的取向有无不同？ (仿照静电学)
用环形电流描述磁偶极子： 面积 磁矩：心m=iA单位：Am2 二者的物理意义： 表征磁偶极子磁性强弱与方向 jm Mom (电流 4。=4π×10-7H.m 电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路，必 有一个磁矩（轨道磁矩），但自旋也会产生磁矩（自 旋磁矩)，自旋磁矩是基本粒子的固有磁矩
用环形电流描述磁偶极子： 磁矩： 单位：A ∙m2 二者的物理意义： 表征磁偶极子磁性强弱与方向 μ A m i 7 1 0 4 10 H m － o m μm j 电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路，必 有一个磁矩（轨道磁矩），但自旋也会产生磁矩（自 旋磁矩），自旋磁矩是基本粒子的固有磁矩
磁单极子 1931年，英国物理学家P.A.M狄拉克利用数学公式预言了磁单极子存在于携 带磁场的管（狄拉克弦）的末端。 美国科学家用同步回旋加速器，多次用高能质子与轻原子核碰撞，但依旧无 磁单极子产生的迹象。 美国科学家转而致力于能量更大的天然宇宙射线(1、宇宙射线本身可能含 有磁单极子；2、宇宙射线粒子与高空大气原子、离子、分子等碰撞会产生 磁单极子)，未果。 1982年，美国凯布雷拉采用超导量子干涉器件磁强计，进行了151天观察记 录，经周密分析，认为磁单极子穿过了超导线圈，但未能重复观察到。不足 以肯定其存在。 中国、瑞士、日本多国科学家联合小组报告发现了磁单极子存在的间接证据， 在一种铁磁晶体中观察到反常霍尔效应，且认为只有假设存在磁单极子才能 解释这种现象。 2009.09.03,科学杂志。德国亥姆霍兹联合会研究中心D.J.P.Morris等在自 旋冰Dy2T,O,晶体（烧录石晶格)中进行中子散射，对晶体施加一个磁场， 影响弦的对称和方向，从而降低弦网络的密度以促成单极子的分离。结果， 在0.6K到2K温度条件下，这些弦是可见的，并在其两端出现了磁单极子
磁单极子 1931年，英国物理学家P.A.M狄拉克利用数学公式预言了磁单极子存在于携 带磁场的管（狄拉克弦）的末端。 1982年，美国凯布雷拉采用超导量子干涉器件磁强计，进行了151天观察记 录，经周密分析，认为磁单极子穿过了超导线圈，但未能重复观察到。不足 以肯定其存在。 美国科学家用同步回旋加速器，多次用高能质子与轻原子核碰撞，但依旧无 磁单极子产生的迹象。 美国科学家转而致力于能量更大的天然宇宙射线（1、宇宙射线本身可能含 有磁单极子；2、宇宙射线粒子与高空大气原子、离子、分子等碰撞会产生 磁单极子），未果。 中国、瑞士、日本多国科学家联合小组报告发现了磁单极子存在的间接证据， 在一种铁磁晶体中观察到反常霍尔效应，且认为只有假设存在磁单极子才能 解释这种现象。 2009.09.03，科学杂志。德国亥姆霍兹联合会研究中心D.J.P.Morris等在自 旋冰Dy2Ti2O7晶体（烧录石晶格）中进行中子散射，对晶体施加一个磁场， 影响弦的对称和方向，从而降低弦网络的密度以促成单极子的分离。结果， 在0.6K到2K温度条件下，这些弦是可见的，并在其两端出现了磁单极子
二、磁化强度M(magnetization) (描述宏观磁体磁性强弱程度) 单位体积的磁体内，所有磁偶极矩的jm或 磁矩4m的矢量和，分别为： 磁极化强度：了= 10wb-m2) △/ 磁化强度：M=∑(Am Λ/ .jm =Hom .J=4,M 二者物理意义：描述磁体被磁化的方向与强度
二、磁化强度 M (magnetization) （描述宏观磁体磁性强弱程度） 单位体积的磁体内，所有磁偶极矩的 jm或 磁矩μm的矢量和 ，分别为： 磁极化强度： ( ) 2 Wb m V m j J 磁 化 强 度： (A m ) 1 V μm M j J M m 0 μm 0 二者物理意义：描述磁体被磁化的方向与强度
比磁化强度σ：单位质量磁体内具有的磁矩矢量和。 a∑，=k0 6= emu/g(CGS) 1A·m2.kg=lemu/g 三、磁场强度H与磁感应强度B 均为描述空间任意一点的磁场参量（矢量） 1、H：静磁学定义为单位点磁荷在该处所受的磁场 力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。 月=F,F=k.m业元，其中k= m 4W0 specific magnetization H magnetic field B magnetic flux density
比磁化强度σ:单位质量磁体内具有的磁矩矢量和。 三、磁场强度 H 与磁感应强度 B 均为描述空间任意一点的磁场参量（矢量） 1、H ：静磁学定义 H为单位点磁荷在该处所受的磁场 力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。 0 3 1 2 4 1 , , r k r m m F k m F H 其中 1A m kg 1emu/g emu/g(CGS) A m kg (SI) / 1 2 -1 2 -1 d Vd M μm σ specific magnetization H magnetic field B magnetic flux density
计算磁偶极子产生的磁场强度： Hdr 如图有： 「-e-- m km m r 4πo' smo) H -m +m =r+
计算磁偶极子产生的磁场强度： 如图有： cos 2 2 1 cos 2 2 2 cos 2 2 1 1 cos 2 1 cos 2 2 2 1 2 l r lr l r r l r r l r lr l r r r m r k m dr r m dr k m F Hdr r r r 0 2 4 H H Hr H1 H2 1 r 2 r r -m l +m ·
磁位势： m 0=9+01=445 -m 4π4o'2 m 1 1 m 1 1 AnLo 1 cos0 1cos0 1cos0 r+ 44 1+ 2 2 2r ml cos0 ml cos0 44 2 1- 44r1 jm cos 91f 442 ATuo 3
磁位势： 3 0 2 0 2 2 0 2 2 2 0 0 0 0 1 0 2 1 2 4 1 4 cos cos 4 cos 4 1 cos 4 2 cos 1 1 2 cos 1 1 4 2 cos 1 2 cos 1 4 . 4 4 r r j r m l r r l m l r l r r l m l r l r m r m r m m m j r
-ve- t小a小 派 H沿r方向及使0角增加方向的分量计算： 在球坐标系中：V=, +e a∂ 1a 1∂ ∂r o r 80
3 5 0 3 4 0 3 3 0 3 0 3 4 1 3 4 1 1 1 4 1 4 r r r j r r j r r r H m m m m m m m j r j r j r j r j r H沿r 方向及使θ 角增加方向的分量计算： sin 1 1 r e r e r er 在球坐标系中：
.H=-70 -e8,a】 1 2jm cose 二，4wo 1 jm sine +Ee4πlo H,= 1 2jm cos0 4π4o 1 jm sine Hg=4π40 r3
3 0 3 0 2 0 2 0 sin 4 2 cos 1 4 1 4 1 cos 4 cos r j e r j e r j r e r j r e m m r m m r H 3 0 3 0 sin 4 1 2 cos 4 1 r j r j m m r H H