72第七章磁介质2节.doc

§2 弱磁质的磁化规律
一、磁化规律
1、实验表明:各向同性非铁磁质中每点与成线性关系,即磁化规律为,
其中为介质磁化率,反映介质内每点的磁特性,且

2、将代入定义式便可得和的直接关系:
其中。
此外,和的关系为:
,
[说明]
(1) 为一般式;而为成立时才成立,是有条件的。
(2) 应用解题时,作对称分析、取回路等可类似于用解题进行。
例题:螺绕环绕在磁导率为的闭合磁环上,比较、两种情况下的磁场B与自感L。
时时
由环路定理得:


经比较得: (注:此非一般性结论)
在相同几何尺寸下
,

(V为体积)。
二、顺磁质和抗磁质
1、划分
顺磁质:,或,与同向,与同向,。在非均匀外场中,被吸引至强磁场区的物质,如:铝、钠等。多数弱磁质为顺磁质。
抗磁质:,或,与反向,与反向,。在非均匀外场中,被斥离强磁场区的物质,如:铜、铋等。
2、弱磁质的微观机制
(1) 原子中电流电子磁矩
磁场只对电流或运动电荷才有力作用,磁介质对磁场有所响应的事实表明磁介质内部存在运动电荷或电流:电子轨道运转及自旋(分析见下)。电子轨道运转如图7-5所示。
υ
r e

i



图7-5
原子中每个电子都有一定的磁矩和一定的角动量, 与成正比,方向相反。
在未考虑核磁矩下,每个磁分子的磁矩(这里的累和是指分子中
每个电子轨道磁矩与自旋磁矩之矢量和)。
(2) 顺磁质
分子具有固有磁矩,即组成顺磁质的分子中各电子磁矩不完全抵消,。
①无外场时,即:宏观体元内,表明杂乱无序;
②有外场时,即:每个受一力矩,力图转至外场方向,各在一定程度上沿外场排列,如图7-6所示,此便是顺磁效应的来源。在介质内这些的附加场与外场方向相同,故。



图7-6
(3) 抗磁质
组成抗磁质的物质分子中各电子磁矩相消,分子整体上无固有磁矩,即。
加了外场:每电子感生磁矩都与外场反向,从而整个分子内将产生与外场方向相反的感生磁矩,此便是抗磁