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2025-08-04 10:00本頁面
【正文】 LmePl ?? 2??電子的自旋磁矩 SmePs?? ??電子自旋磁矩與軌道磁矩有相同的數(shù)量級 分子磁矩 —— 所有電子磁矩的總和 ??imm iPP??抗磁質(zhì) 0?mP? 無外場作用時，對外不顯磁性 順磁質(zhì) 0?mP? 無外場作用時，由于熱運動，對外也不顯磁性 0?? mP?2. 磁介質(zhì)的磁化 e?v?mP?r0B?f?f?o?? ?mP?電子軌道半徑不變 )( mP??mP??當(dāng)外場方向與原子磁矩反方向時 e?mP?r0B?f?omP??f? ?? ?mP? )( mP??當(dāng)外場方向與原子磁矩方向相同時 0B?將順磁質(zhì)放入外場 分子環(huán)流在外場作用下，產(chǎn)生取向轉(zhuǎn)動， 磁矩將轉(zhuǎn)向外場方向 —— 宏觀上產(chǎn)生附加磁場 0B?39。1B?39。1B?結(jié)論： 在外場作用下，電子產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)動，從而形成附加的 mP?? , 附加磁矩（也稱感應(yīng)磁矩）總是與外場方向 39。B??0B?反，即產(chǎn)生一個與外場反向的附加磁場 相 抗磁質(zhì)磁化 在外場作用下，每個分子中的所有電子都產(chǎn)生感應(yīng)磁矩 mP??? ?? 39。39。 BB ??則磁介質(zhì)產(chǎn)生附加磁場 與外場方向相反 順磁質(zhì)磁化 在外場作用下，分子磁矩要轉(zhuǎn)向，同時每個分子中的所有電子也都產(chǎn)生感應(yīng)磁矩。 ? ??? 39。39。1 BB ?? 21 BBB ????? ???則磁介質(zhì)產(chǎn)生附加磁場 39。1B??與外場方向相同 三 . 有磁介質(zhì)的磁高斯定理 39。0 BBB ??? ??磁介質(zhì)存在時，磁感應(yīng)線仍是一系列無頭無尾的閉合曲線 (含磁介質(zhì)的磁高斯定理 ) 對于任意閉合曲面 S ? ?S SB ?? d ?? ???? SS SBSB ???? d39。d0 0?0d ???S SB ??四 . 有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理 1. 束縛電流 0B?以無限長螺線管為例 定義 ：磁化強度 VPM m??? ?? 磁化強度越強，反映磁介質(zhì)磁化程度越強 順 磁 質(zhì) 0I0ISI在磁介質(zhì)內(nèi)部的任一小區(qū)域： 相鄰的分子環(huán)流的方向相反 在磁介質(zhì)表面處各點： 分子環(huán)流未被抵消 形成沿表面流動的面電流 SI —— 束縛電流 VPM m???39。i?結(jié)論： 介質(zhì)中磁場由傳導(dǎo)和束縛電流共同產(chǎn)生。 順 磁 質(zhì) 0ISIa bcd?? ?? iL IlB 0d ???)39。( 00 SINI ?? ?)39。( 00 abiNI ?? ?nMi ??? ??39?！?束縛電流密度 2. 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 ?? ???? LL lMNIlB ???? dd 000 ??用磁化強度描述束縛電流項 可證明 : 000 d)( NIlMBL???? ??????? iI 0定義磁場強度 MBH ??? ??0??? ?? 0d IlHL ?? (磁介質(zhì)的安培環(huán)路定理 ) 磁介質(zhì)內(nèi)磁場強度沿所選閉合路徑的環(huán)流等于閉合積分路徑所包圍的所有傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。 討論 束縛電流與磁化強度 x?y?z?M?39。i39。i設(shè)單位長度上的束縛電流為 沿 Z方向磁化的介質(zhì)體元 ）內(nèi)LIlML (39。d ?? ?? ??取任意閉合回路 L，則磁化強度 M 沿 L 的積分等于穿過此 積分回路圍成的面積上束縛電流強度的代數(shù)和。 (普遍關(guān)系式 ) ziI ?? 39。39。SIP m ??? 39。 zyxi ???? 39。39。iVPM m ????則，它產(chǎn)生的磁矩 nMi ??? ??39。x?y?z?M?39。i介質(zhì)側(cè)面上的束縛電流強度 (3) 對于各向同性介質(zhì)，在外磁場不太強的情況下 HM ?? ? HM m ?? ?? m? —— 介質(zhì)的磁化率 MμHμB ??? 00 ?? Hμm ?0)1( ??? 00 Bμμ r ??HμHμμB r ??? ?? 0一定條件下，可用安培環(huán)路定理求解磁場強度，然后再求解磁感應(yīng)強度。 一無限長載流直導(dǎo)線，其外包圍一層磁介質(zhì)，相對磁導(dǎo)率 1?r?(2) 介質(zhì)內(nèi)外界面上的束縛電流密度 例 求 解 根據(jù)磁介質(zhì)的安培環(huán)路定理 IrHlHL ????? 2d ?? rIH ?? 2/(1) 磁介質(zhì)中的磁化強度和磁感應(yīng)強度 r?2R1RIrH?H1HM rm )( ??? ?? r Ir ??? 2 )1(?rIHBrr ??? 200 ????由磁化強度與束縛電流密度的關(guān)系 nMi ??? ??39。內(nèi)界面 : 111 2)1(39。RIMi r???? ?外界面 : 22 2)1(39。RIi r??? ?39。1i?39。2i?五 .鐵磁質(zhì) 主要特征 在外場中，鐵磁質(zhì)可使原磁場大大增強。 撤去外磁場后，鐵磁質(zhì)仍能保留部分磁性。 1. 磁疇 —— 磁化微觀機(jī)理 鐵磁質(zhì)中自發(fā)磁化的小區(qū)域叫磁疇，磁疇中電子的自旋磁矩整齊排列。 無 0B?磁化方向與 有 0B?—— 整個鐵磁質(zhì)的總磁矩為零 同向的磁疇擴(kuò)大 0B?磁化方向轉(zhuǎn)向 0B? 的方向 0B?使磁場大大增強 外場撤去，被磁化的鐵磁質(zhì)受體內(nèi)雜質(zhì)和內(nèi)應(yīng)力的阻礙，不能恢復(fù)磁化前的狀態(tài)。 磁疇的磁化方向 2. 宏觀磁化現(xiàn)象 —— 磁滯回線 鐵磁質(zhì)中 HB ? 不是線性關(guān)系 HB ~Hr ~?BHoabcd ef 剩磁 rB矯頑力 CH HBo(1) 實驗證明：各種鐵磁質(zhì)的磁化曲線都是 “ 不可逆 ” 的， 具有磁滯現(xiàn)象 討論 (2) 不同材料，矯頑力不同 (4) 鐵磁材料的應(yīng)用 BHoBHoHC 較小 HC較大 易磁化，易退磁 剩磁較強，不易退磁 可作變壓器、電機(jī)、電磁鐵的鐵芯 可作永久磁鐵 軟磁材料 硬磁材料 (3) 鐵磁質(zhì)溫度高于某一溫度 TC 時 , 鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)化為順磁質(zhì) , 此臨界溫度稱為居里點。
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