第六章 磁介质
导引概念
作业：p388 3,4,5
物质处在外磁场中，在外磁场作用下能发生变 化，并能反过来影响外磁场的媒质叫做磁介 质。
各种物质都是磁介质
在外磁场作用下磁介质出现磁性或磁性发生变化 的现象称为磁化
§1 分子电流观点
1.1、介质的磁化
1.介质与磁场的作用（与电场比较 ）
电介质电场的产生 电场对电介质的作用
1、磁介质与磁场间的相互影响
外场 B0 磁介质 磁化 磁化电流 I 激发B B0 B B
最终决定介质磁化的是总磁场
B B0 B'
2、示例
求充满磁介质的螺绕环内的总场 B 。
设螺绕环通电流 I0 ，介质均匀磁化，强度为M ，
则
B0 B
0nI0 0i
0
M
i 0
i
两者同向，总磁场为：B
B0
B
B 0 ( nI i ) 0nI 0 M
问题：M, i 仍然是未知量，如何求总磁场？
1.3 磁场强度 H， 磁介质中的场方程（比较静电场）
1. 对比 磁场
电场
B
B0
B( M
)
引入H f (B)
消去M , 省去磁
如 何 求H?
化
电
流
的
分
E
E0
E(P )
引
入
D
0
E
析消
0
P
nˆ
将I M dl 用于介质表面
M
L
Mt
I il M dl Mtl
il
i
L
Mt l
Mt
i
M 1sin
l i
M
n
不同磁介质L表面的磁化电流分析Байду номын сангаас
iL
M
n
M n : :介为质磁表介面质的磁法化向强矢度量
i 0
底面 n
i
i 0
n
侧面
1.2 磁介质内的总磁场
a
dl
nm分 子 dl M dl
● 穿越安培回路L分子环流电流强度： dI M dl
I dI M dl 穿出
L
穿入
L
L
● 均匀磁介质 (比较电介质)
均匀磁介质
均匀电介质
(b)磁表化LM 面电电流 d流面l：密i度I与 M磁 0?化强度的表 关S面 P系电dS荷 ： nqe
→本质上是对电介质电荷的作用 →物质的电结构→电偶极子
磁介质磁场的产生 磁场对磁介质的作用
→对物质电流的作用 →物质的电流（磁结构）→？
2、用分子电流观点解释磁化现象
（1）历史上首先形成的解释磁化的观点: 磁荷观点
(a)认为磁场由磁荷产生，磁介质同电介质；
(b)该观点不符合现代物质结构； (c) 但可用于计算（简单）；可解释磁化现象（如
介
质)；
(2)
磁化强度
M
与磁化电流
I
的关系
电极化中
e，Pe的关系
比
较
磁化中
I ，M的 关 系
推导方法： 高斯定理
推导方法： 安培环路 定理（？）
e SPPdnS qe
M dl I
L i M?
(a) 穿越磁介质内安培环路的磁化电流 I I M dl L
L
仅穿越回路L的C类分子对电流有贡献
去P ,
省
去
极
化电
荷
D的 求 解 ： D S q0
S
的
分
析
2. H的 定 义 及 求 解
B dl 0 I 0 I0 0 I 0 I0 0 M dl
传导电流 分子电流
( B 0 M ) dl 0 I0 ( B 0 M ) dl I0
定义：H B 0 M H dl I0
(3)极磁化化电电荷流→（产生对比E极→化总电电荷场）：
E
E0
E
磁化电流→产生 B→ 总磁场： B B0 B
问题 （1）磁化电流产生磁场遵守的定律？
（2）磁化电流总存在磁介质表面？
（3） B B0 B 仅适于介质内部？ （4）磁化电流是否有热效应？
3、 （定量）磁化描述：－－磁介质产生 B 大小的衡量
退磁）（自学）。
（2） 分子电流观点（讲授）
(2) 分子电流观点
（a）分子等效磁矩
组成磁介质分子的原子核、电子组成的复杂
带电系统。 由于电子、原子核的运动，分子有 一个等效电流i ,相应有一个分子等效磁矩
m分 i分 a
i分
a
m分
按照量子力学的观点：
m分 是各个的电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子
C类分子的所在空间：分子电流环中心与
c dl
边界L的距离<分子电流环半径
dl 段上的C类分子数（下页)
三类磁分子
L cc
dl
d
l
M
a分
dl
ddl以段N上dl的n为cd类棱V分的子斜数n柱（ ：体分的a子分 d中子l心） 数在以
a
为底，
穿越 dl
dI
段上的分子环流的电流 强度： i分dN i分na dl ni分
H dl I0(自由电荷电流)
D dS q0(自由电荷)
S
3. 磁介质存在时磁场中的“高斯定理”
B dS ( B0 B ) dS B0 dS B dS 0 0 0
S
S
S
S
应用：两种不同磁介质中
连续
B连续，但 “折射”
B2
B1
问题：仅采用 H dl I0，是否可得到B？
磁介质存在时的 安培环路定理
H的 名 称 ： 磁 场 强 度
单 位 ： 安 培/ 米 H dl I0 ,常 用 单 位 ： 奥 斯 特(Oe )
1Oe
103
4
安培 米
理
解
H dl I0
L与I0成
右
手
系,
I0为
传
导
电流
。
H定 义 为 磁 场 强 度 ， 对 应静 电 学 中 的E，D？
例子
轴 对 称
2rH
I0
H
I
0
2r
H
B
0
M
B
0
(
H
M
)
I0
尚 需 条 件 ：M f ( H ) 磁化规律
下一节
§2 等效的磁荷观点（自学要点） P561-562 P580表6-2
P581最后一段
(1)
磁化强度
M
定义： 单位体积内磁分子的分子磁矩之矢量和，即
M
m分
V
单位：
安 米2 米3
安米
M
n
m分
n
i分a
n：单位体积内的磁介质分子数
当 没 有 外 磁 场 时 ，M 0，B 0， 非 永 久 磁 体 ；
[讨论]
外
部
磁
化
磁
场
B0增
加
，M
增
加
在 真 均 匀
空 中 ，M 0( 没 有 磁 磁 化 ：M（r）＝C，
核磁矩的总和。
（b）按分子等效磁矩特性进行 磁介质分类 B0 0时 ，m分 0 ,分子具有固有磁矩，称为 顺磁质
顺磁质的磁化
何谓“顺
无外场时：各分子的磁矩取向杂乱无章，宏观对外不显磁性
（无磁场）
B0 0
B0 0
有外场时：分子磁矩在外磁场的作用下，一定程度上沿 外磁场方向有序排列。 对外表现出宏观磁性 （产生磁场） 宏观磁化电流（下页）