磁学-兰州大学物理学院.doc

磁学实验课程教学大纲
一、课程说明
(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;
课程名称: 磁学实验
所属专业:凝聚态物理,磁学
课程性质:专业课,必修
学分:4
(二)课程简介、目标与任务
描述材料的磁特性参数有许多,内禀性质方面主要有饱和磁化强度(Ms)、居里温度(Tc)、磁晶各向异性常数(K)、磁致伸缩系数(λ)、电阻率(ρ)以及密度(d)等。响应磁特性方面主要有磁导率(μ)、矫顽力(Hc)、剩磁(Br)、以及磁损耗(W)等。根据铁磁学的教学内容和现有的实验条件,本课程针对磁性材料如下方面进行测试与分析:
磁畴结构的观测
各种磁性材料静态磁特性的测量
各种磁性材料的交流磁特性的测量
磁性材料的各种效应:磁电阻效应、磁滞伸缩、铁磁共振与各向异性等测量
(三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接;
先修课程《铁磁学》与《磁性测量》。
《磁学实验》是《铁磁学》与《磁性测量》对应的配套实验,它需要《铁磁学》与《磁性测量》相关的理论知识,才能在此基础上进行实验。
(四)教材与主要参考书。
教材: 自编《磁学实验》,吴东平编, 2015。
参考书:1、《铁磁学》上中下三册,戴道生、钟文定等编著科学出版社,2000。
2、《物性测量原理与测试分析方法》,李培森,兰州大学出版社,1994。
二、课程内容与安排
实验一、磁畴的显示与测量
实验目的
。
,观察条畴和磁泡从收缩直至缩灭的磁化过程,测量磁泡薄膜的静态特性参数和动态特性参数,了解磁化过程的基本机理。
,确定出现辐射状畴,单枝花畴,多枝花畴等各畴状态的临界条件,理解微磁结构的出现是由铁磁体的能量所决定的,从而理解现实的稳定状态是能量极小的状态。
实验仪器:
BH-1型磁畴显示和测量装置
“BH-1型磁畴显示和测量装置”由氙灯光源,脉冲发生器,透射偏光显微镜和Helmholtz线圈组,电脑和磁泡畴显示器,控制器,及石榴石单晶磁泡薄膜样品及样品架六个主要部分组成。
实验二、软磁材料磁特性的测量
实验目的
1、认识软磁材料的磁化规律。
2、测定样品的磁化曲线和磁致回线。
3、测定样品的、、等参数。
4、掌握软磁材料静磁特性的测量方法。
实验仪器
本实验采用NIM-2000S软磁材料直流磁性能自动测量系统进行测量。适用于软磁材料(如软磁铁氧体、铁镍合金、铁铝合金、硅钢片等)直流磁特性的测量。
实验三、硬磁材料磁特性的测量
实验目的
掌握硬磁材料磁特性测量的基本方法。
理解测量Br,Hc,(BH)max的方法。
加深对硬磁材料磁特性的理解。
实验仪器
NIM-2000HF是一种全微机自动控制用于稀土永磁磁性能标准检测装置。测量采用电磁铁磁化样品并实现准静态扫描法, 这对永磁材料磁性能的测量是非常重要也是必须的, 目的是在测量过程中通过缓慢增加磁化电流使磁通变化量dΦ/dt 为一常量, 从而避免测量过程中产生涡流以及产生磁场和磁极化强度之间的相角。本测量装置采用数据采集技术, 测量出材料的磁滞回线, 然后从定义出发计算出所有磁性参数, 获得很高重