79磁介质磁化强度ppt课件

1、大学物理学电子教案大学物理学电子教案长江大学教学课件长江大学教学课件磁介质磁介质7-9-1 磁介质、磁化强度磁介质、磁化强度7-9-2 磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理 磁场强度磁场强度7-9-3 铁磁质铁磁质讨论磁场和磁介质的相互作用：讨论磁场和磁介质的相互作用：磁介质的三种类型：磁介质的三种类型：顺磁质、抗磁质、铁磁质顺磁质、抗磁质、铁磁质磁介质对磁场的影响磁介质对磁场的影响磁场强度、磁化强度及其规律磁场强度、磁化强度及其规律铁磁质的特性铁磁质的特性磁场中的磁介质磁场中的磁介质运动电荷运动电荷磁磁 铁铁电电 流流电电 流流运动电荷运动电荷磁磁 铁铁磁磁场场7-9-1 磁介质磁介

2、质 磁化强度磁化强度一、磁介质一、磁介质1、什么是磁介质、什么是磁介质能够磁化的物质称作磁介质。能够磁化的物质称作磁介质。2、磁介质的磁化、磁介质的磁化BBB 0B 的方向，随磁介质的不同而不同。的方向，随磁介质的不同而不同。介质磁化后的介质磁化后的附加磁感强度附加磁感强度真空中的真空中的磁感强度磁感强度 磁介质中的磁介质中的总磁感强度总磁感强度3、磁介质的分类、磁介质的分类规范规范B 与与B0方向方向顺磁质顺磁质B与与B0同向，同向，BB0，如氧、铝、钨、铂、铬等如氧、铝、钨、铂、铬等抗磁质抗磁质B 与与B0反向，反向，BB0，BB0，如铁、钴、镍等。如铁、钴、镍等。顺磁质和抗磁质又称为弱磁

3、质。顺磁质和抗磁质又称为弱磁质。0BB0BB在物质的分子中在物质的分子中电子绕原子核作轨道运动电子绕原子核作轨道运动轨道磁矩；轨道磁矩；电子有自旋电子有自旋 自旋磁矩。自旋磁矩。分子内所有电子的全部磁矩的矢量和，称为分分子内所有电子的全部磁矩的矢量和，称为分子的固有磁矩子的固有磁矩分子磁矩。分子磁矩。分子磁矩可以用一个等效的圆电流来表示。分子磁矩可以用一个等效的圆电流来表示。二、磁介质的磁化二、磁介质的磁化1、分子电流和分子磁矩、分子电流和分子磁矩Im2、顺磁质磁化机理、顺磁质磁化机理来自分子的固有磁矩来自分子的固有磁矩无外磁场：无外磁场：分子的无规则热运动分子的无规则热运动分子磁矩取向混乱分

4、子磁矩取向混乱物质并不显磁性物质并不显磁性未磁化状态未磁化状态加外磁场：加外磁场：分子固有磁矩受外磁场的作用分子固有磁矩受外磁场的作用分子磁矩沿外磁场方向排列分子磁矩沿外磁场方向排列产生附加的磁场产生附加的磁场B0BBB无外磁场无外磁场顺顺 磁磁 质质 的的 磁磁 化化分子圆电流和磁矩分子圆电流和磁矩mI0B有外磁场有外磁场sI3、抗磁质磁化机理、抗磁质磁化机理附加轨道磁距附加轨道磁距无外磁场：无外磁场：分子中每个的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零，但分分子中每个的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零，但分子的固有磁矩等于零，所以不显磁性。子的固有磁矩等于零，所以不显磁性。加外磁场：加外磁场：分子

5、中电子的轨道运动将受到分子中电子的轨道运动将受到影响影响引起与外磁场的方向相反引起与外磁场的方向相反的附加的轨道磁矩的附加的轨道磁矩磁感应强度比外磁场强度磁感应强度比外磁场强度要略小一点。要略小一点。B0BmIqv0B0,B 同向时同向时qv0,B 反向时反向时0B无外磁场时抗磁质分子磁矩为零无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 0m0BBB抗磁质内磁场抗磁质内磁场FmFmmm抗磁质的磁化抗磁质的磁化三、三、 磁化强度磁化强度VmM 1、引入：、引入：用单位体积内的分子磁矩的矢量和来描述磁介用单位体积内的分子磁矩的矢量和来描述磁介质磁化的程度。质磁化的程度。2、定义：、定义：磁介质中单位体积内的合磁矩

6、的矢量和，称为磁化磁介质中单位体积内的合磁矩的矢量和，称为磁化强度。强度。3、单位：、单位：安培安培/米米 (A/m-1)4、阐明：、阐明：磁化强度是描述磁介质的宏观量磁化强度是描述磁介质的宏观量与介质特性、温度与统计规律有关与介质特性、温度与统计规律有关则磁介质产生附加磁场则磁介质产生附加磁场磁介质存在时，磁感应线仍是一系列无头无尾的闭合曲线磁介质存在时，磁感应线仍是一系列无头无尾的闭合曲线(含磁介质的磁高斯定理含磁介质的磁高斯定理)对于任意闭合曲面对于任意闭合曲面S四、有磁介质时的磁高斯定理四、有磁介质时的磁高斯定理0BBBSSBdSSSBSBdd000dSSB7-9-2 磁介质中的安培环

7、路定理磁介质中的安培环路定理 磁场强度磁场强度一、磁介质中的安培环路定律一、磁介质中的安培环路定律1、问题：、问题：长直螺线管长直螺线管管中充满磁化强度为管中充满磁化强度为M 的各向的各向同性的均匀磁介质同性的均匀磁介质线圈中的电流为线圈中的电流为I计算螺线管内磁介质中的磁感计算螺线管内磁介质中的磁感应强度。应强度。取闭合回路取闭合回路ABCDA)(00siABlINIIl dBl dB 分布电流分布电流传导电流传导电流2、分布电流磁化电流）、分布电流磁化电流）r圆电流圆电流没有贡献，在闭合路径之外没有贡献，在闭合路径之外圆电流圆电流有贡献有贡献圆电流圆电流无贡献，流出流入代数和为无贡献，流出

8、流入代数和为0只有分子圆电流中心距直线只有分子圆电流中心距直线AB的距离小于的距离小于r 的分子圆电流才对的分子圆电流才对IS 有贡献。有贡献。2 rIm nmLILrnIS 2 nmVmM lABSl dMl dMMLI lll dMNIl dB0 INIl dMBl0 +I+DCLAB3、磁介质中的安培环路定律、磁介质中的安培环路定律MBH 0 Il dHl磁介质中的安培环路定理：磁场强度沿任何闭合回路的磁介质中的安培环路定理：磁场强度沿任何闭合回路的线积分，等于通过该回路所包围的传导电流的代数和。线积分，等于通过该回路所包围的传导电流的代数和。磁场强度磁场强度4、阐明、阐明磁场强度是一个

9、辅助物理量。磁场强度是一个辅助物理量。磁场强度单位：磁场强度单位：A m-1磁场强度的环流只与穿过闭合回路的传导电流有关，磁场强度的环流只与穿过闭合回路的传导电流有关，而与磁化电流无关。而与磁化电流无关。电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理 SSqqSdE)(100 LLLiIl dB00 l dMIl dBlll 00 Il dMBl)(0 MBH 0 Il dHl SSSSdPqSdE00011 00)(qSdPES PED 0 0qSdDS二、磁场强度与磁感应强度的关系二、磁场强度与磁感应强度的关系1、定义式、定义式MBH 0 MHB 0 2、

10、磁场强度与磁感应强度的关系、磁场强度与磁感应强度的关系HMm 实验规律实验规律 HkHkHBmm 100 磁化率磁化率mr 1相对相对磁导率磁导率HHBr 0绝对磁导率绝对磁导率顺磁质：顺磁质：m0，r1，M与与B同向同向抗磁质：抗磁质：m0，rHC使磁芯呈使磁芯呈+B态，那态，那么么脉冲产生脉冲产生H HC使磁芯呈使磁芯呈 B态，可做为二进制的两个态。态，可做为二进制的两个态。BHoBHo磁屏蔽磁屏蔽 把磁导率不把磁导率不同的两种磁介质同的两种磁介质放到磁场中，在放到磁场中，在它们的交界面上它们的交界面上磁场要发生突变，磁场要发生突变，引起了磁感应线引起了磁感应线的折射的折射.磁屏蔽示意图磁屏蔽示意图小小 结结 磁介质、磁化强度磁介质、磁化强度 磁介质磁介质 磁介质的磁化磁介质的磁化 磁化强度磁化强度 磁介