一海大理学院表号髁件 大学物理学电子教案 磁介质 12-1磁介质、磁化强度 12-2磁介质中的安培环路定理 磁场强度 12-3铁磁质
大学物理学电子教案 海大理学院教学课件 磁介质 12-1 磁介质、磁化强度 12-2 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 12-3 铁磁质
第十二章 磁场中的磁介质 讨论磁场和磁介质的相互作用： 磁介质的三种类型： 顺磁质、抗磁质、铁磁质 •磁介质对磁场的影响 电流二 磁 ←一电流 •磁场强度、磁化强度及其规律 运动电荷二 运动电荷 场 •铁磁质的特性 磁 铁 磁 铁
讨论磁场和磁介质的相互作用： •磁介质的三种类型： 顺磁质、抗磁质、铁磁质 •磁介质对磁场的影响 •磁场强度、磁化强度及其规律 •铁磁质的特性 第十二章 磁场中的磁介质 运动电荷 磁 铁 电 流 电 流 运动电荷 磁 铁 磁 场
12-1磁介质、磁化强度 磁介质 1、什么是磁介质 能够磁化的物质称作磁介质。 2、磁介质的磁化 磁介质在磁场的作用所发生的变化—磁介质的磁化 真空中的磁感应强度为B, 磁介质磁化而产生的附加磁场为B', 磁感应强度为B,则 B=B。+B B'的方向，随磁介质的不同而不同
12-1 磁介质、磁化强度 一、磁介质 1、什么是磁介质 能够磁化的物质称作磁介质。 2、磁介质的磁化 磁介质在磁场的作用所发生的变化——磁介质的磁化 真空中的磁感应强度为B0， 磁介质磁化而产生的附加磁场为B'， 磁感应强度为B，则 B = B + B 0 B ' 的方向，随磁介质的不同而不同
3、磁介质的分类 标准 —B'与B方向 顺磁质 B'与B同向，B>B, 如氧、铝、钨、铂、铬等 抗磁质 B'与B反向，BB,B>>B, 如铁、钴、镍等。 顺磁质和抗磁质又称为弱磁质
3、磁介质的分类 标准——B '与B0方向 顺磁质 B'与B0同向，B>B0， 如氧、铝、钨、铂、铬等 抗磁质 B '与B0反向，BB0，B>>B0， 如铁、钴、镍等。 顺磁质和抗磁质又称为弱磁质。 B0 B' B0 B'
二、 磁介质的磁化 1、分子电流和分子磁矩 在物质的分子中 电子绕原子核作轨道运动— 轨道磁矩； 电子有自旋 自旋磁矩。 分子内所有电子的全部磁矩的矢量和，称为分 子的固有磁矩—分子磁矩。 分子磁矩可以用一个等效的圆电流来表示
在物质的分子中 电子绕原子核作轨道运动——轨道磁矩； 电子有自旋 ——自旋磁矩。 分子内所有电子的全部磁矩的矢量和，称为分 子的固有磁矩——分子磁矩。 分子磁矩可以用一个等效的圆电流来表示。 二、磁介质的磁化 1、分子电流和分子磁矩 I m
2、顺磁质磁化机理 来自分子的固有磁矩 无外磁场： 分子的无规则热运动 分子磁矩取向混乱 物质并不显磁性 未磁化状态 加外磁场： •分子固有磁矩受外磁场的作用 •分子磁矩沿外磁场方向排列 B •产生附加的磁场 G→
2、顺磁质磁化机理——来自分子的固有磁矩 无外磁场： 分子的无规则热运动 分子磁矩取向混乱 物质并不显磁性 ——未磁化状态 加外磁场： •分子固有磁矩受外磁场的作用 •分子磁矩沿外磁场方向排列 •产生附加的磁场 B
3、抗磁质磁化机理一电子轨道在外磁场作用下发生变化 无外磁场： 分子中每个的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零， 但分子的固有磁矩等于零，所以不显磁性。 加外磁场： 0→B 分子中电子的轨道运动将 受到影响 引起与外磁场的方向 相反的附加的轨道磁矩 一出现与外磁场方向相 反的附加磁场 磁感应强度比外磁场 的度要略小一点
3、抗磁质磁化机理——电子轨道在外磁场作用下发生变化 无外磁场： 分子中每个的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零， 但分子的固有磁矩等于零，所以不显磁性。 加外磁场： 分子中电子的轨道运动将 受到影响 ——引起与外磁场的方向 相反的附加的轨道磁矩 ——出现与外磁场方向相 反的附加磁场 ——磁感应强度比外磁场 的度要略小一点。 B 0 → B − m I
三、磁化强度 1、引入： 用单位体积内的分子磁矩的矢量和来描述磁介质磁 化的程度。 2、5 定义： 磁介质中单位体积内的合磁矩的矢量和，称为磁化强度。 m M 3、单位： △V 安培/米(Am 4、说明： •磁化强度是描述磁介质的宏观量 •与介质特性、温度与统计规律有关 顺磁质M与B同向，所以B'与B同方向 抗磁质 反向，所以 反方向
三、 磁化强度 V m M = 1、引入： 用单位体积内的分子磁矩的矢量和来描述磁介质磁 化的程度。 2、定义： 磁介质中单位体积内的合磁矩的矢量和，称为磁化强度。 3、单位： 安培/米 (A/m) 4、说明： •磁化强度是描述磁介质的宏观量 •与介质特性、温度与统计规律有关 •顺磁质M与B0同向，所以B '与B0同方向 •抗磁质 反向，所以 反方向
12-2 磁介质中的安培环路定理磁场强度 一、磁介质中的安培环路定律 1、问题： 长直螺线管 管中充满磁化强度为M的各向同 性的均匀磁介质 线圈中的电流为[ 计算螺线管内磁介质中的磁感应 强度。 取闭合回路ABCDA 分布电流 Bdi=5B.d=l=Ho(NI+I) 传导电流
12-2 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 一、磁介质中的安培环路定律 1、问题： 长直螺线管 管中充满磁化强度为M 的各向同 性的均匀磁介质 线圈中的电流为I 计算螺线管内磁介质中的磁感应 强度。 取闭合回路ABCDA ( ) 0 i 0 s l AB B dl = B dl = I = NI + I 分布电流 传导电流
2、分布电流（磁化电流) 圆电流① 没有贡献，在闭合路径之外 圆电流②—有贡献 圆电流③一 无贡献，流出流入代数和为0 只有分子圆电流中心距直线AB的距离小 于r的分子圆电流才对L、有贡献。 n=I'πr2 Is=nπr2L·'=nml nm Ls=M=∫应.M=fM.d B.di=to NI+M.di 县-w=N-
2、分布电流（磁化电流） r 圆电流①——没有贡献，在闭合路径之外 圆电流②——有贡献 圆电流③——无贡献，流出流入代数和为0 只有分子圆电流中心距直线AB的距离小 于r 的分子圆电流才对IS 有贡献。 2 m = I r I S = n r L I = nmL 2 nm V m M = = = = = AB l S I ML M dl M dl ( ) = + l l B dl NI M dl 0 = = − M dl NI I B l 0