高中物理奥林匹克竞赛——磁介质(共18张PPT)

一、磁介质 在考虑物质与磁场的相互影响时,我们把所有的物质都称为磁介质。 电介质放入外场 相对介电常数 磁介质放入外场 相对磁导率 反映磁介质对原场的影响程度 5.7 磁介质 按相对磁导率 顺磁质 抗磁质 减弱原场 增强原场 弱磁性物质 顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于1, 即 铁磁质 通常不是常数 具有显著的增强原磁场的性质 强磁性物质 (如： 铬、铀、锰、氮等) (如：铋、硫、氯、氢等) (如：铁、钴、镍及其合金等) 磁介质的分类 二、介质磁化机理 分子磁矩 抗磁质 对外不显磁性 顺磁质 由于热运动，对外也不显磁性 无外磁场作用时 pm I 根据物质结构理论,分子中的电子绕核运动,同时又自旋。这些运动产生的磁效应，可用一个圆电流来等效。这个等效的圆电流称为分子电流,相应的磁矩pm称为分子的固有磁矩。 有外磁场作用时 顺磁质 分子的固有磁矩 受力矩 的作用， 使分子的固有磁矩趋于外磁场方向排列。 但由于分子热运动的影响，各分子固有磁矩的取向不可能完全整齐，不过外磁场越强，排列越整齐。 正是由于这种取向排列使得原磁场得到加强， 但这种加强很小。 抗磁质 它的分子没有固有磁矩，为什么也能受磁场的影响？ 抗磁质在外磁场的作用下产生附加磁矩。 以电子的轨道运动为例：(如电子沿相反的方向做轨道运动，同样的分析方法) 无论电子轨道运动如何，外磁场对它的力矩总使它产生一个与外磁场方向相反的附加磁矩。 附加磁矩产生附加磁场,附加磁场与外场方向相反——抗磁质 三、磁化强度 1.磁化电流 对于顺磁质 一块顺磁质放到外磁场中时,它的分子的固有磁矩要沿着磁场方向取向,如图所示。 考虑和这些磁矩相对应的分子电流,可以发现：在均匀磁介质内部，各处电流的方向总是有相反的,结果相互抵消。 只有在横截面边缘处，分子电流未被抵消,形成与横截面边缘重合的一层圆电流。这种电流叫做磁化电流。 Bo pm 磁化电流 2.磁化强度—单位体积内分子磁矩的矢量和 由于磁化电流是磁介质磁化的结果,所以磁