7.1 基本概念
一、电极化,在外电场作用下,介质内的质点(原子、分子、
离子)正负电荷重心的分离,使其转变成偶极子的过程。
或在外电场作用下,正、负电荷尽管可以逆向移动,但它们
并不能挣脱彼此的束缚而形成电流,只能产生微观尺度的相
对位移并使其转变成偶极子的过程。
二、磁化,是指在物质中形成了成对的 N,S磁极。
三、电荷 —— 磁极,电荷量 —— 磁极强度
两个磁极间的相互作用力与两个电荷间的相互作用力表达式
相似。所不同的是公式中一个有真空介电常数 ?o,一个为真
空磁导率 ? o
偶极子,构成质点的正负电荷沿
电场方向在有限范围内短程移动,
形成一个偶极子
电偶极矩 ?,?=ql
磁矩:将磁极强度为 qm,相距为 L
的磁极对置于磁场强度 H中,为达
到与磁场平行,该磁极对要受到
磁场力 F的作用,在转矩
T=LqmHsin?的作用下,发生旋转,
该式中的系数 qmL定义为磁矩。
Mi= qmL
磁偶:具有磁矩的磁极对
-q +q
l
E
偶极子
-qmH
qmH
S
N ?
磁矩
极化强度 P—— 磁化强度 M
( 单位体积中的偶极矩或磁
偶矩,表征材料被极化或磁
化的能力。)
也可用环行电流描述 磁矩 M
的定义, M=I?S
( I,为环形电流,?S:
封闭环形的面积)
磁及磁现象的根源是电荷的运动。
原子中有原子核和电子,对于电子,无论是轨道运
动还是自旋运动,都会产生磁矩,原子核也会产生
磁矩,但该磁矩很小,因此磁及磁现象的根源主要
是电子的运动。
电子运动不能完全抵消的原子的原子具有磁矩。
极化强度 P,P= ?o ?eE ( ?e:电极化率)
磁化强度 M= ? m/V= ? H (?,磁化率 )
如图:有 F=BI,
电流外磁场 H
力 F(罗仑兹力)
y
z
x
真空中有 B= ?0H(? o,真空磁导率 )(相对应电流
密度与外加电场的关系,?=1/ ? =J/E)
磁性体对外部磁场的反应强度可通过下式表示:
对于厘米克秒制单位:
B= ?0H+M=(?0+ ?) H= ?H
?= ?0+ ?
引入无量刚 ?r= ?/ ?0
? r = ?/ ?0 = ?r +1
?r, ? r分别为相对磁化率和相对磁导率。
磁介质的磁导率
顺磁性 抗磁性
物质 ( μr - 1) /10
- 6
物质 ( 1- μr)
/10- 6
氧( 1大气压) 1.9 氢 0.063
铝 23 铜 8.8
铂 360 岩盐 12.6
铋 176
常用铁磁性物质, 铁氧体的磁性能
物质 μ0( 起始) 居里温度
Fe 150 1043
Ni 110 627
Fe3O4 70 858
NiFe2O4 10 858
Mn0.65Zn0.35Fe2O4 1500 400