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磁介质的分类

2017-03-24 09:06分类:电子技术 阅读:

 

各种磁介质的内部构造不完全相同,按磁性可将介质分为三种。 咱们先阐明在没有外磁场作用时的状况。
1、无外磁场作用时
(1)在榜首种磁介质中,每个分子的磁矩(恰当于电介质中的有极分子),但各个分子磁矩的取向乱七八糟,沿各个方向都不占优势,因而悉数分子磁矩的矢量和

定论:无外磁场时这种磁介质在微观上不显磁性。
(2)在第二种磁介质中,每个分子里电子磁矩之和为零,即(恰当于电介质中的无极分子)因而悉数分子磁矩的总和为

定论:无外磁场时这种磁介质在微观上不显磁性。
(3)在第三种磁介质中,原子间的互相作用分外强,在这种状况下,介质内部构成一个个纤细的区域,如图7-2所示。在每个小区域中,原子磁矩的摆放规整,取向相同,因而具有很强的磁性,在图顶用一个箭头符号标明。这么的小区域称为磁畴。因为介质中有很多的磁畴,在没有外磁场时,这些磁畴磁矩的取向是乱七八糟的,因而
点击观看演示动画磁畴

所以这种磁介质在无外磁场时微观上不显磁性。
实习上,磁畴的形状并不象暗示图那样简略,其几许线度也随资料纷歧样而异。磁畴能够在实验室中查询到,其线度从微米 数量级到毫米 数量级方案内。


2、有外磁场作用时
当存在磁场时,在每个电子磁矩 上要添加一个附加磁矩。咱们取电子的轨迹平面与外磁场的磁感应强度互相笔直的分外状况进行谈论。如图7-3所示,电子自身的磁矩与平行反向。中外磁场由0添加到的进程中,在空间要激起感生磁场,反向,使电子在轨迹上某点遭到的感生电场力与电子在该点处的速度同向,因而电子被加快,其速度 从增大到,角速度也相应地从增大到。在电子运动轨迹不变的状况下,电子运动速度增大恰当于电流环流增强,因而电子磁矩也要增大即由添加到。下面,对附加磁矩与磁场的联络作定量的剖析。
在没有外磁场时,电子眼圆形轨迹运动的线速度的巨细为,设轨迹半径为,则

使电子作圆周运动的法向力是原子核对电子的招引力,即

式中m为电子的质量。当外磁场的磁感应强度为时,运动电子遭到的洛仑兹力为

按右手螺旋联络,同向。这时电子运动的角速度变为。假定轨迹的半径不变,则
(7-4)
将式(7-4)翻开后减去式(7-3),得

不太大时 上式两头的第二项均可疏忽,即可解得
(7-5)
当外磁场的磁感应强度为时,电子运动的角速度添加了 ,电子磁矩也有相应的增量,按式(7-1),得

上式减去式(7-1)得

将式(7-5)代入,得
(7-6)

式中的负号标明,反向。同理可证,当电子自身的磁矩平行时,电子的附加磁矩与的联络仍满意式(7-6)。所以说,电子的附加磁矩具有抵御外加磁场的性质。
式(7-6)是从电子的轨迹平面与外磁场的感应强度互相笔直的特例中导出的,而在通常状况小,电子的轨迹平面与并不笔直。如图7-4所示,这时电子的附加磁矩 的方向与依然反向,式(7-6)虽然是通过特例导出,但它具有广泛的含义。下面,咱们对三种磁介质在有外磁场的状况进行谈论。
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(1)榜首种磁介质,无外磁场时分子磁矩 ;在有外磁场时,一方面分子磁矩沿方向取向,另一方面附加分子磁矩反向,因为 ,所以总磁矩不为零,总磁矩沿的方向,介质被磁化了。也即是说,这种介质处于外磁场中时,在微观上闪现了磁性并发作附加磁场,使介质地址空间的磁场增强。设附加磁场的磁感应强度为,则磁场强度为

咱们将这种磁介质称为顺磁质。实习上,因为分子的热运动,分子磁矩的取向总不或许完全一同。必定的温度下,的取向按必定的核算规矩散布。外磁场越强,温度越低,的取向越规整,磁性越强。撤去外磁场后磁性又不见。氧()、氧化氮()及顺磁性盐(某些碱性元素、碱土元素及稀土元素的盐)都是顺磁质。
(2)第二种磁介质,无外磁场时分子磁矩 ;在有外磁场时,其分子磁矩仍为零,而附加分子磁矩 反向,因而总磁矩仍不为零,而附加分子磁矩反向,因而总磁矩也不为零,并且与反向。这种磁介质在微观上闪现的附加磁场削弱了外磁场的作用,即

咱们将这种磁介质称为抗磁质。附加磁矩抗磁质发作磁化的仅有要素。磁化的强弱不随温度而变,撤去外磁场则磁化当即不见。碱金属盐类及卤素等都是抗磁质。
(3)第三种磁介质,在无外磁场时悉数磁畴磁矩的矢量和为零;在有外磁场时,每个磁畴的磁矩都沿的方向规矩地摆放,然后在空间上闪现出很强的附加磁场。这个附加磁场显着地增强了介质地址空间的磁场,不只需



并且,既使外磁场很弱(),介质的磁化也很强。咱们将这种磁介质称为铁磁质。铁()镍(Ni) 钴()三种元素, 以及这三种和别的元素的多种合金都是铁磁质。

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