近代物理演示实验报告.docx

????dM= -?〔M×H〕+ T (8-1) dt
????e上式中??g为旋磁比，g为朗德因子，B〔即H〕为恒磁场B0〔即H0〕和微波2me
????磁场B1〔即h〕合成的总磁场，T为阻尼力矩，此系统从微波磁场B1中所汲取的全部
能量，恰好补充铁磁样品通过某机制所损耗的能量。阻尼的大小还意味着进动角度?削减的快慢，?削减得快，趋于平衡态的时间就短，反之亦然。因此这种阻尼可用弛豫时间?来表示，?的定义是进动振幅减小到原来最大振幅的所须要的时间。
图〔8—1〕进动振幅渐渐衰减 图〔8—2〕微波磁场作用抵消阻尼，趋于平衡
图〔8—3〕 铁磁共振原理图
依据磁学理论可知，磁导率?与磁化率?之间有如下关系：
? = 1 + 4π? (8-2)
??在交变磁场B1作用下，铁磁物质内部构造对磁矩M的运动有阻尼作用，所以磁性材料
???中的磁场B〔即H〕的改变落后于交变磁场B1的改变，?要用复数表示：?=?+i?，其中实部?确定磁性材料磁能的贮存，虚部?反映交变磁能在磁性材料中的损耗。










??当变更恒磁场B0〔即H0〕或微波频率?时，我们总能发觉在某一条件下，铁磁体会出
现一个最大的磁损耗，即?出现最大值，也就是进动的磁矩会对微波能量产生一个剧烈的汲取，以补充由此引起的能量损耗，这就是铁磁共振现象。
铁磁共振条件
由于铁磁物质的磁化理论很困难，因此，我们试验中采纳铁氧体小球样品作试验。其退磁因子各向同性，退磁场作抵消，对进动不产生影响。最简洁的状况，小球形样品满意磁共振的根本原理公式：
hv?g?BBr (8-3)
鉴于铁磁性反映的是电子自旋磁矩的集体行为，g≈2，?为进动频率，其频段估算在微波范围内，因此选择在此频段进展试验。
铁磁共振汲取谱线和线宽?B ?磁矩M在进动时总要受到由磁损耗所表现出来的阻尼作用。管用上铁磁谐振损耗并不用?来说明，而用铁磁共振汲取线宽?B来表示。固定微波频率不变，铁氧体在恒磁场
??B0和微波磁场b的共同作用下，?随B0的改变曲线称为铁磁共振汲取谱线，如图〔8
—4〕所示。在共振时?有最大值?m，令?=?m/2处的磁场分别为B1和B2，那么?B=B1-B2就是铁磁共振线宽。一般?B愈窄，磁损耗愈低。?B值的大小反映了磁损耗的大小，测量?B对于探究铁磁质的机理和提高微波铁氧体器件非常重要。
图〔8—4〕 铁磁共振汲取谱线和线宽?B 图〔8—5〕 P─B0曲线










在试验中往往不是干脆测量?与B0的关系来确定?B值，
而是测量微波功率通过谐振腔
后的功率改变来确定?B值的，通过谐振腔后的功率P随B0的改变见图〔8—5〕所示。图中P?是远离铁磁共振区时谐振腔的输出功率，Pr是铁磁共振时输出功率，P是半功率点〔即相当于?=?m/2处的输出功率〕。一般状况下，正确的考虑了频散效应的影响，P点由下式确定：
P=2P?Pr (8-4) P??Pr
依据〔8—4〕式得P，可由P─B0曲线求出?B值。
3．弛豫时间?
依据磁学理论可知，?B与?之间有如下关系：
2 (8-5) ?=??B
试验内容与步骤：
首先用特斯拉计测出样品所在的磁铁中心磁场B和电磁铁鼓励电流I的关系。(可不做) 试验装置如图〔8—6〕所示，是一种较简便，应用较广的铁磁共振试验装置。由速调管产生微波信号，经隔离器和波长表后到达通过式谐振腔。待测样品放在腔中微波磁场强度最大〔为什么？〕处，电磁铁产生的恒磁场与微波磁场垂直。通过谐振腔输出的微波信号经晶体检波器和检流计进展测量。只要微波二极管遵循平方律检波关系，那么其检波电流与微