大学物理磁介质

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。§10.8磁场中的磁介质

r叫磁介质的相对磁导率,它随磁介质的种类和状态的不同而不同。对真空，r=1。10.8.1、磁介质的分类磁介质中的磁场为B=Bo+B=rBo磁化电流产生附加磁场电介质中的电场为极化电荷产生附加电场1B=Bo+B=rBo磁介质的种类顺磁质和抗磁质统称为弱磁性物质2分子中每一个电子同时参与两种运动：自旋运动和绕核的轨道运动，（1）分子(固有)磁矩对应自旋电流和轨道电流,进而对应自旋磁矩和轨道磁矩。一个分子内所有电子全部磁矩的矢量和称为分子(固有)磁矩。圆电流I称为分子电流。分子(固有)磁矩可用一个等效的圆电流I来表示。mI1顺磁质和抗磁质的磁化10.8.2、磁介质的磁化3(I)加外磁场，分子磁矩受磁力矩的作用转向外磁场方向。转向磁化效应。感应磁化效应。(II)在磁场中，分子中每个电子的运动将受到影响,引起一附加磁矩，附加磁矩总与外磁场反向，使总磁场减弱.4（2）顺磁性与抗磁性(I)顺磁质及其磁化机理无外磁场作用时，由于分子的热运动，分子磁矩取向各不相同,整个介质不显磁性。

顺磁质:

每个分子的固有磁矩不为零，无外磁场mI5无外磁场顺磁质的磁化有外磁场在外磁场中，转向磁化效应，产生附加磁场B’，结果使介质内部磁场增强。感应磁化效应比转向磁化效应小五个数量级。B=Bo+B>Bo6(II)抗磁质及其磁化机理感应磁化效应产生附加磁场，与外磁场方向相反，使磁场减弱。无转向磁化效应只有感应磁化效应。抗磁质分子中，各电子的磁效应相互抵消，所以分子的固有磁矩为零。B=Bo+B´<Bo710.8.3磁化强度（1）磁化强度:为了表征物质的磁化程度，定义磁化强度矢量：单位体积内分子磁矩的矢量和单位：安培/米(A/m)8Bo（2）磁化电流的形成(以顺磁质为例)。

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。pm磁化电流9

磁化电流是分子电流一段段拼接而成的,不同于金属中自由电子定向运动形成的传导电流,所以也叫束缚电流。在外磁场中的作用下，均匀磁介质的表面上出现磁化电流的现象叫做磁介质的磁化

。101.磁介质中的安培环路定理

在磁介质中,安培环路定理应写为式中,Io内和I´内分别是闭合路径l所包围的传导电流和磁化电流的代数和。可证明:定义：磁场强度矢量10.8.4磁介质中的安培环路定理——辅助物理量磁场强度的单位：安培/米(A/m)SI11则磁介质中的安培环路定理可写为

即:磁场强度H的环流(沿任一闭合路径l的线积分)等于该闭合路径l所包围的传导电流的代数和。

实验表明,在各向同性磁介质中：r相对磁导率,or=磁导率B=orH=H123.有磁介质时磁感强度B的计算1)正统算法先假设磁介质不存在，求出B0,再由:求出B和H。先由H的安培环路定理求出H,再由B和H的关系求得B.2)简易算法2.B与B0

的关系13例题一：长直螺旋管内充满均匀磁介质()，设励磁电流，单位长度上的匝数为n。求管内的磁场强度和磁感应强度。解1）正统解法因管外磁场为零，取如图所示安培回路142）简易解法已知无介质时：故有介质时：例题一：长直螺旋管