实物质都可以说是磁介质，只不过不同物质受磁场影响和对磁场影 响有所不同。本章首先从实验事实出发，对磁介质进行分类，定性
地介绍他们的一些性质以及微观解释，然后引入磁化强度矢量M来
描述磁介质的磁化状态（磁化方向和磁化程度），研究磁化电流与 磁化强度之间的关系，导出有磁介质时的安培环路定理。还特别介 绍铁磁质的一般性质，它是在实际中应用最多的一类磁介质，对它 不作过多的理论探讨。
第七章 —— 磁介质 9
I ' M dl
L
（该式推导详见教材P285~286）
即通过磁介质内任一面积S的磁化电流等于磁化强度沿该面周界C的线积 分，即磁化强度的环流。
3、磁化电流的面密度与体密度
（1）磁化电流的面密度 介质磁化后，在介质表面上和
均匀磁场
两种不同介质的交界面上，都会有
第七章 —— 磁介质 5
顺磁质和抗磁质的磁化机制 分子圆电流和磁矩
m
I
B B0 B
Is
B0
'
顺 磁 质 的 磁 化
无外磁场
第七章 —— 磁介质
有外磁场
6
无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 m 0 B0

抗 磁 质 的 磁 化
q F
v
' m ' m
同向时
, B0
第七章 —— 磁介质 3
一、顺磁性和抗磁性
1、顺磁性和抗磁性
在磁场的作用下能发生变化，反过来又能对磁场发生影响的物质称为 磁介质。与磁场发生相互作用强的磁介质主要是铁磁物质，与磁场发生相 互作用弱的磁介质又可分为顺磁质和抗磁质。在非均匀磁场中，被吸引至 磁场较强区域的磁性物质称为顺磁质（如钠，铝，锰，铬，硫酸铜，氧及 空气等）；被斥离磁场较强区域的磁性物质称为抗磁质（如铜，铅，铋，
对于各向同性的线性的磁介质，磁化强度M、磁感强度B和磁场强 度H的关系分别为：
m M B 0 1 m
4、磁介质内的磁感应强度
（1）有磁介质时的总场是：B Bo B
在介质均匀充满磁 场的情况下
传导电流产生 与介质有关的电流产生
B r B0
介质的相对磁导率
r 1 r 1 r >>1
顺磁质 抗磁质
铁磁质
第七章 —— 磁介质
12
（2）磁化强度与磁感强度和磁场强度的关系
面分布的磁化电流。磁化电流的面 密度为：
B pm
螺线管截面
I
' (M 2 M1 ) en
或 ' M 2t M1t
第七章 —— 磁介质 10
即磁化强度沿界面上任一切线方向的分量之差等于磁化电流密度
在垂直该切线方向的分量。式中en是由介质1指向介质2的分界面的法 向单位矢量。
6、掌握介质中电磁场的能量密度与能流密度表达式。
第七章 —— 磁介质 1
学习重点
1、介质中磁场的安培环路定理
2、磁场强度
3、介质中的电磁场的能量密度与能流密度
学习难点
1、磁化电流的面密度与体密度 2、铁磁性
第七章 —— 磁介质
2
本章的基本内容及思路
本章主要讲两个问题，一是介绍磁介质的性质，二是讨论磁 介质与磁场的相互作用规律。磁介质指的是放入磁场后会受到磁场
磁介质的磁化程度M取决于组成磁介质的每个分子磁矩Pm的大小 以及它们排列整齐的程度，用磁化强度来描写介质磁化程度，磁化强 度定义为单位体积内各分子磁矩的矢量和，即 ：
M Pmi V
上式中，分子为V内所有各分子的磁矩的矢量和，V为物理无限小 体积元。
2、磁化电流
磁介质在外磁场的作用下，介质被磁化，在介质内或介质表面 出现磁化电流，它是由束缚在原子内的电荷形成的，也称为束缚电 流。磁化电流与磁化强度的关系为：
第七章 磁介质
学习目标
1、了解顺磁质，抗磁质及铁磁质的特点及其微观解释。
2、领会磁化强度，磁化电流的概念，并掌握二者关系。
3、理解引入磁场强度 H的意义，介质中磁场的基本方程的 实质，明确M 、B、H三个矢量的联系。 4、熟练运用有介质存在时的安培环路定理计算一些特殊电 流分布所产生的磁场。
5、了解磁路定理，会运用它对简单磁路进行计算。
抗磁质内磁场
B B0 B
'
7
第七章 —— 磁介质
3 分子电流观点
（1） 磁介质的磁化机理 每个分子等效一个圆电流
pm
pm pml pms
自旋角动量 对应的磁矩
0 0
顺磁质
抗磁质
轨道角动量对 应的磁矩
铁磁质
pm 0
磁畴
第七章 —— 磁介质
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二、磁化强度和磁化电流 1、磁化强度
银，水及氮等）。
2、顺磁性和抗磁性的起源 （1）分子电流与分子磁矩
按经典理论，分子或原子中的任何一个电子都在绕核运动，同时 又有自旋运动。电子绕核作圆周运动相当于一个圆电流，具有的磁矩 称为电子磁矩。分子中所有电子的磁感应的总和可以等效为一个圆电 流，称为分子电流。
第七章 —— 磁介质 4
分子电流是一个等效圆电流，它具有的磁矩称为分子磁矩，它是由 分子内部电子磁矩叠加而成的，即：
（2）磁化电流的体密度
对于非均匀介质，其内部存在体分布的磁化电流，磁化电流体密 度为：
jM M
即磁化电流体密度等于磁化强度的旋度。 ① 对于均匀磁化的介质，M为恒矢量，磁化电流体密度为零。 ② 在均匀介质内，除了有体分布的传导电流的地方，介质内无体分 布的磁化电流，即使磁化是非均匀的。
第七章 —— 磁介质 11
（2）顺磁性的起源
mm me
顺磁性物质由具有固有磁矩（电子磁矩的合磁矩不为零）的原子或 分子组成。组成顺磁质的每个原子或分子虽然都有磁性，但由于分子的 热运动，分子固有磁矩在空间取任何方向都有相同的概率，所以，就大 量分子组成的介质而言，平均说来各分子磁矩的磁效应相互抵消，故在 宏观上介质并不显示磁性。但是，当介质处在外磁场中时，磁场对分子 磁矩有力矩作用，使分子磁矩有转向磁感强度B的方向的趋势，于是介 质呈现出宏观的磁性。 （3）抗磁性的起源 组成抗磁性物质的原子或分子没有固有磁矩，但由于原子或分子内 部的每个电子都具有电子磁矩，当介质处在外磁场中时，每个电子磁矩 都受到力矩的作用，使电子绕磁场的方向进动，产生一个与磁场方向相 反的附加分子磁矩，使介质呈现抗磁性。