进动 pmB
L
e
pL
B0
L
d L
LdL
M d LPMLB dt dL、 M 方向一致!
pL
e
L
pm B
进动 B0
可以证明：不论电子原来的磁矩与磁场方向之间的夹角
是何值，这种进动等效圆电流附加磁矩Pm的方向永远与B0 的方向相反。
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6
53 电子的拉莫进动.swf
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BB0B
I
I
磁介质
抗磁质： r 1, B B0 B与B0 反方向， 如氮、水、铜、银、金、铋等。
I
I
铁磁质： r 1, BB0 B与B0 同方向，
如铁、钴、镍等，
超导体是理想的抗磁体。
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B0
B
3
2.分子电流模型和分子磁矩
原子中电子参与两种运动：自
pm B
旋及绕核的轨道运动，对应有轨道
的矢量和 pm 将有一定的量值，因而在宏观上呈现出一个
与外磁场同向的附磁场，这就是顺磁性的起源。
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8
2010年首个诺贝尔奖+搞笑诺贝尔奖双料得主诞生 ——荷兰科学家Andre Geim。 十年前他因磁悬浮青蛙获得搞笑诺贝尔奖。 十年后他因石墨烯（graphene）的结构获诺贝尔奖。
第15章 磁介质的磁化
§15.1 磁介质的磁化 磁化强度矢量 §15.2 磁场强度 有磁介质时的安培环路定理 §15.3 铁磁质 §15.4 磁路定理
作业：练习册 选择题：1 — 5 填空题：1 — 6 计算题：1 — 4
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1
§1 磁介质的磁化 磁化强度矢量
1. 磁介质 磁介质:实体物质在磁场作用下呈现磁性,该物体称磁介质。 磁化:磁介质在磁场中呈现磁性(在磁场的作用下产生附加 磁场)的现象称为磁化。
有磁介质时
L B d l0 ( I Im )
L B d l 0 ( I L M d l)
定义磁场强度
H
B
M
0
对比 SD dS q 0
磁介质中的安培环路定理：磁场强度沿任意闭合路 径的线积分等于穿过该路径的所有传导电流的代数和， 而与磁化电流无关。
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13
H
B
M
0
磁矩和自旋磁矩。
I
用等效的分子电流的磁效应来
表示各个电子对外界磁效应的总合，
称为分子固有磁矩。
顺磁质： Pm
未加外磁场时:
Pm0
抗磁质： Pm0
在抗磁质中，原子或分子中
类比：电介质的微观图象 有极分子、无极分子。
电偶极子模型： Pe ql
所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩 在外电场作用下，分别有取向
矢量和为零。
B 0H 0M
MmH
B 0(1 m )H
令r 1 m
B 0rH H对比
D 0 rE E
磁导率 =0 r
值得注意：H 的引入为研究介质中的磁场提 供了方便，但它不是反映磁场性质的基本物理量， B 才是反映磁场性质的基本物理量。
极化、位移极化。
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4
加外磁场时: MPmB
BB0B
当外磁场存在时，各分子固有磁矩受磁场力矩的作用，或
多或少地转向磁场方向 —— 顺磁质的磁化。
顺磁质： Pm0
怎么解释抗磁质：
B B0，B与B0 反方向 !!!
54 顺磁质的磁化1ok.swf
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5
*电子的进动：在外磁场作用下，每个电子除了保持环绕原 子核的运动和电子本身的自旋以外，还要附加电子磁矩以 外磁场方向为轴线的转动。
青蛙属于抗磁质。当 青蛙被放到磁场中， 青蛙的每个原子都像 一个小磁针，外界磁 场对这些小磁针作用 的结果产生了向上的 力，如果磁场的强度 适当，这力与青蛙受 的重力达到平衡，它 们就能悬在空中。
实际上动物都属于抗磁质，只要用足 够强的磁场，就有可能使人悬浮起来。
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9
4. 磁化强度
M
电学与磁学类比：
电介质极化： E E 0E 磁介质磁化： BB0B
总磁感强度 外加磁感强度
附加磁感强度
磁介质的三种类型：顺磁质、抗磁质、铁磁质。
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2
实验发现：有、无磁介质的螺旋管
内磁感应强度的比值，可表征它们
在磁场中的性质。
相对磁导率:
r
B B0
顺磁质：r 1, B B0
B与B0 同方向， 如氧、铝、钨、铂、铬等。
M dlA BM dl M AB Ml
对比
Pn
M jm M d l jm l Im
SPdSq
磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围的面积
内的总磁化电流。
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§2 有磁介质时的安培环路定理
无磁介质时
LB0dl 0（ L 内 I0）
ImLMdl
或L(B 0M )dlI LHdlI
M 、 B 0同向 顺磁质
M、 B0反向 抗磁质
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5. 磁化电流
对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电流相互抵 消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表 面出现一层电流，好象一个载流螺线管，称为磁化面电流。
I B0
I
完整版课件5p8p磁t 化电流的产生2ok.swf
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3. 抗磁质的磁化
抗磁质：
P m 0 P m 0
抗磁材料在外磁场的作用下，磁体内任意体积元中大量分
子或原子的附加磁矩的矢量和 有一pm定的量值，结果在磁
体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场，这就是抗磁性
的起源。
4. 顺磁质的磁化
对顺磁质，P可m以忽略
在顺磁体内任意取一体积元V，其中各分子固有磁矩
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M
Im I
AB Dl C
A
设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为jm （磁化面
电流密度），则长为l 的一段介质上的磁化电流强度Im为
Im jml
P mImSjm Sl
M
pm
V
jmSl Sl
jm
取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质内部，平行
与柱体轴线，长度为l，而BC、AD两边则垂直于柱面。
反映磁介质磁化程度(大小与方向)的物理量。 磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和
上附加磁矩的矢量和 ，称pm为磁化强度。
p加m
均匀磁化 M p mp m 磁化强度的单位： A/ m
注意对：抗对磁顺质磁质，， p m 对V p可m 于0以真忽空略，；
。
M0
外磁场为零，磁化强度为零。
外磁场不为零:
B 0 H 0 M
实验证明：对于各向同性的介质，在磁介质中任
意一点磁化强度和磁场强度成正比。
MmH
对比 Pe0E
式中m只与磁介质的性质有关，称为磁介质的磁化率，
是一个纯数。如果磁介质是均匀的，它是一个常量；如
果磁介质是不均匀的，它是空间位置的函数。
m0 顺磁质 m0 抗磁质
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