1
磁介质的磁化
磁化强度
2
①,顺磁介质
磁场中放入磁介质 磁介质发生磁化 产生附加磁场
如铝、锰、铬等。
一、磁介质的磁化现象
1.磁介质的分类
凡是能与磁场发生相互作用的物质叫磁介质。
B??
0B
?顺磁介质中产生的附加磁场 与外
场 方向相同，磁介质中的场 要比
外场 大。
B??
0B
? B?
0B
?
00 BBBB
???? ????
② 抗磁介质
抗磁介质中产生的附加磁场 与外
场 方向相反，磁介质中的场 要比
外场 小 。
B??
0B
? B?
0B
?
B?
B??
0B
?
B?
3
如金属金、银、铜等。
00 BBBB
???? ????
B?
B??
0B
?
③ 铁磁介质
0B
?
B?
B??
铁磁介质中产生的附加磁场 与外
场 方向相同，但磁介质中的场 要
远比外场 大,是外场的几百倍到几
万倍。
B??
0B
? B?
0B
?
00 BBBB
???? ?????
如金属钢、铁、钴、镍等。
2.磁介质的磁化机制
类似电介质的讨论，从物质
电结构来说明磁性的起源。
i
N
S
相当于一
磁偶极子
4
整个分子磁矩是其中各个电子的 轨道
磁矩 和 自旋磁矩 以及 核的自旋磁矩 的矢量
和（核的自旋磁矩常可忽略）。
原子中电子参与两种运动：自旋及绕核的
轨道运动，对应有 轨道磁矩 和 自旋磁矩 。
I
mp
?
顺磁质：由具有固有磁矩的分子组成。分子中各电子的
磁矩不完全抵消，整个分子具有一定的固有磁矩。
抗磁质：分子中各电子的磁矩完全抵消，整个分子不
具有固有的磁矩。
1.顺磁质的磁化机制
? ? 0mP?
磁介质是由大量分子或原子组成，无外场时，顺
磁质分子的磁矩排列杂乱无章，介质内分子磁矩的矢
量和 。
5
? ? 0mP?
有外磁场 时，这些分子固有磁矩
就要受到磁场的力矩作用,
0B
?
等效
Is
⊙
0B
?
0B
?
B??
从导体横截面看，导体内部分子电流两两反向，相
互抵消。导体边缘分子电流同向,未被抵消的分子电流
沿着柱面流动 。 分子电流可等
效成磁介质表
面的磁化电流
Is,Is产生附
加磁场。
分子磁矩的矢量和,
力矩的方向力图使 分子磁矩的方
向沿外场转向 。各分子磁矩都在一定
程度上沿外磁场方向排列起来,
6
Lfff
??? ??
核心
加外磁场后，电子受的向心力
为核力和洛仑兹力的叠加，
? i
核f
??
Lf
?
核f
?
0B
?
e
?
i
v?
B??
mp??
产生反向电子附加磁矩
mp
?? B??
2.抗磁质的磁化机制
磁化电流 Is 可产生附加磁场，但无热效应，因为无
宏观电荷的移动，磁化电流束缚在介质表面上，不可
引出，因此，磁化电流也称为束缚电流。
00 BBBB
???? ????
对抗磁介质来说，无外磁场时，
各电子的磁矩矢量和为 0，分子磁
矩,分子不显磁性。? ? 0
mP
?
7
综上所述,不论电子的轨道磁矩方
向如何，附加磁场总与外场反向，
Lf
?
核f
?
e
?
i
0B
?
v?
B??
mp??
Lf
?
核f
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0B
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ei
v?
B?? mp??
Lfff
??? ??
核心 核f
?? ? i
产生反向电子附加磁矩
mp
??
B??
同理，分子电流可等效成磁
介质表面的磁化电流 Is,Is产生
附加磁场。
Is
0B
?
B??
等效
⊕
0B
?
8
②,对于顺磁介质分子磁矩 >电子附加磁矩，顺磁效应
> 抗磁效应 ；? ??
mm PP
??
③,抗磁介质中电子附加磁矩起主要作用，显抗磁性。
0,0 ???? mm PP ??
①,抗磁性是一切磁介质固有的特性，它不仅存在于
抗磁介质中，也存在于顺磁介质中；
明确几点：
0?mp?
一致取向与 0Bp m ??
00 ' BBBB ???? ???
0?mp?
反向取向与 0Bp m ???
00 ' BBBB ???? ???
mm pp ?? ???
在外场中
0?? mp?
在外场中
顺磁质 抗磁质
9
1.定义,单位体积内分子磁矩的矢量和。
V
P
M mi
?
? ?
?
?
单位,安 /米,A/m
方向,与分子磁矩矢量和同向。
表征物质的宏观磁性或介质的磁化程度的物理量。
注意：
因为 ? ? 0
mP
?
它与介质特性、温度与统计规律有关。
是第 i个分子的磁矩；
mip
?
宏观无限小微观无限大；V?
②,真空中 。0?M?
①,无外磁场 Bo 时，介质中 。0?M?
顺磁质 与 同向，
所以 与 同方向
M? 0B?
0B
?'B?
抗磁质 与 反向，
所以 与 反方向
M? 0B?
0B
?'B?
其中：
二、磁化强度
10
2.磁化强度与磁化电流 Is的关系
定义,沿磁介质轴线方向上单位长度的磁化电流称为
磁化电流密度 js 。
L
Ij s
s ?
结论 1,磁化强度大小数值上等于磁化电流密度。
sjM ?
普遍情况下可以证明,nMj
s ???
??
束缚电流线密度的大小等于磁化强度的切向分量。
电介质有 nP ?' ?? ?? 束缚电荷面密度的大小等于电极化强度的法向分量。
在 外磁场 作用下，介质中的分子电流可等效成介质
表面的磁化电流 Is,它 产生附加磁场，但无热效应。
微分关系
11
磁化强度沿任一回路的环流，等于穿过此回路的
束缚电流 IS的代数和。 IS与 L环绕方向成右旋者为正，
反之为负。
物理意义
??? ???
SS
qSdP '
??
与电介质中对比的公式
结论 2,磁化强度沿闭合路径的线积分，等于环路
内磁化电流的代数和。
?? ?? sIldM ??
束缚面电流磁化强度
电极化强度
束缚电荷
积分关系
磁介质的磁化
磁化强度
2
①,顺磁介质
磁场中放入磁介质 磁介质发生磁化 产生附加磁场
如铝、锰、铬等。
一、磁介质的磁化现象
1.磁介质的分类
凡是能与磁场发生相互作用的物质叫磁介质。
B??
0B
?顺磁介质中产生的附加磁场 与外
场 方向相同，磁介质中的场 要比
外场 大。
B??
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② 抗磁介质
抗磁介质中产生的附加磁场 与外
场 方向相反，磁介质中的场 要比
外场 小 。
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3
如金属金、银、铜等。
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③ 铁磁介质
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远比外场 大,是外场的几百倍到几
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如金属钢、铁、钴、镍等。
2.磁介质的磁化机制
类似电介质的讨论，从物质
电结构来说明磁性的起源。
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相当于一
磁偶极子
4
整个分子磁矩是其中各个电子的 轨道
磁矩 和 自旋磁矩 以及 核的自旋磁矩 的矢量
和（核的自旋磁矩常可忽略）。
原子中电子参与两种运动：自旋及绕核的
轨道运动，对应有 轨道磁矩 和 自旋磁矩 。
I
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顺磁质：由具有固有磁矩的分子组成。分子中各电子的
磁矩不完全抵消，整个分子具有一定的固有磁矩。
抗磁质：分子中各电子的磁矩完全抵消，整个分子不
具有固有的磁矩。
1.顺磁质的磁化机制
? ? 0mP?
磁介质是由大量分子或原子组成，无外场时，顺
磁质分子的磁矩排列杂乱无章，介质内分子磁矩的矢
量和 。
5
? ? 0mP?
有外磁场 时，这些分子固有磁矩
就要受到磁场的力矩作用,
0B
?
等效
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⊙
0B
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0B
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从导体横截面看，导体内部分子电流两两反向，相
互抵消。导体边缘分子电流同向,未被抵消的分子电流
沿着柱面流动 。 分子电流可等
效成磁介质表
面的磁化电流
Is,Is产生附
加磁场。
分子磁矩的矢量和,
力矩的方向力图使 分子磁矩的方
向沿外场转向 。各分子磁矩都在一定
程度上沿外磁场方向排列起来,
6
Lfff
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核心
加外磁场后，电子受的向心力
为核力和洛仑兹力的叠加，
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2.抗磁质的磁化机制
磁化电流 Is 可产生附加磁场，但无热效应，因为无
宏观电荷的移动，磁化电流束缚在介质表面上，不可
引出，因此，磁化电流也称为束缚电流。
00 BBBB
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对抗磁介质来说，无外磁场时，
各电子的磁矩矢量和为 0，分子磁
矩,分子不显磁性。? ? 0
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7
综上所述,不论电子的轨道磁矩方
向如何，附加磁场总与外场反向，
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同理，分子电流可等效成磁
介质表面的磁化电流 Is,Is产生
附加磁场。
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8
②,对于顺磁介质分子磁矩 >电子附加磁矩，顺磁效应
> 抗磁效应 ；? ??
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③,抗磁介质中电子附加磁矩起主要作用，显抗磁性。
0,0 ???? mm PP ??
①,抗磁性是一切磁介质固有的特性，它不仅存在于
抗磁介质中，也存在于顺磁介质中；
明确几点：
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一致取向与 0Bp m ??
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在外场中
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在外场中
顺磁质 抗磁质
9
1.定义,单位体积内分子磁矩的矢量和。
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单位,安 /米,A/m
方向,与分子磁矩矢量和同向。
表征物质的宏观磁性或介质的磁化程度的物理量。
注意：
因为 ? ? 0
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它与介质特性、温度与统计规律有关。
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宏观无限小微观无限大；V?
②,真空中 。0?M?
①,无外磁场 Bo 时，介质中 。0?M?
顺磁质 与 同向，
所以 与 同方向
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抗磁质 与 反向，
所以 与 反方向
M? 0B?
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其中：
二、磁化强度
10
2.磁化强度与磁化电流 Is的关系
定义,沿磁介质轴线方向上单位长度的磁化电流称为
磁化电流密度 js 。
L
Ij s
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结论 1,磁化强度大小数值上等于磁化电流密度。
sjM ?
普遍情况下可以证明,nMj
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束缚电流线密度的大小等于磁化强度的切向分量。
电介质有 nP ?' ?? ?? 束缚电荷面密度的大小等于电极化强度的法向分量。
在 外磁场 作用下，介质中的分子电流可等效成介质
表面的磁化电流 Is,它 产生附加磁场，但无热效应。
微分关系
11
磁化强度沿任一回路的环流，等于穿过此回路的
束缚电流 IS的代数和。 IS与 L环绕方向成右旋者为正，
反之为负。
物理意义
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SS
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与电介质中对比的公式
结论 2,磁化强度沿闭合路径的线积分，等于环路
内磁化电流的代数和。
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电极化强度
束缚电荷
积分关系
