磁化率测定实验报告

磁化率测定实验报告

磁化率测定实验报告

引言:

磁化率是描述物质对外加磁场响应程度的物理量,是研究物质磁性的重要参数

之一。本实验旨在通过测定不同物质的磁化率,探究它们的磁性特性,并分析

实验结果。

实验仪器与方法:

本实验使用的仪器有磁化率测定仪、恒温槽和样品。首先,我们将待测样品放

置在磁化率测定仪中,并将其与电源、计算机等设备连接。然后,将样品置于

恒温槽中,通过控制恒温槽的温度,使样品保持在相同的温度下进行测量。最后,通过磁化率测定仪测量样品在不同磁场下的磁化强度,从而计算出磁化率。实验结果与分析:

在实验中,我们选取了铁、铜和铝作为样品进行测量。通过对实验数据的处理,我们得到了它们在不同磁场下的磁化强度和磁化率。

首先,我们观察到铁在外加磁场下表现出明显的磁性,其磁化强度随磁场的增

加而增加。这是因为铁具有较高的磁导率,能够在外加磁场的作用下形成较强

的磁化。通过计算,我们得到了铁的磁化率为XX。

其次,铜在外加磁场下的磁化强度较小,几乎可以忽略不计。这是因为铜是一

种非磁性材料,其自由电子无法在外加磁场的作用下形成磁化。因此,铜的磁

化率接近于零。

最后,我们发现铝在外加磁场下的磁化强度相对较弱,但仍然存在一定的磁化

效应。这是因为铝具有一定的磁导率,能够在外加磁场的作用下产生一定程度

的磁化。通过计算,我们得到了铝的磁化率为XX。

综上所述,不同物质的磁化率不同,这与它们的磁性特性密切相关。具有较高

磁导率的物质如铁,能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化,其磁化率较高;而非磁性材料如铜,无法在外加磁场的作用下形成磁化,其磁化率接近于零。

结论:

通过磁化率测定实验,我们得到了不同物质的磁化率数据,并分析了其磁性特性。实验结果表明,磁化率是描述物质磁性的重要参数,能够用于研究物质的

磁性行为。不同物质的磁化率差异较大,这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。

进一步研究可以探究不同温度、不同材料组成对磁化率的影响,以及磁化率与

其他物理量之间的关系。这将有助于深入理解物质的磁性行为,并为相关领域

的研究提供重要参考。

总结:

本实验通过测定不同物质的磁化率,探究了它们的磁性特性,并分析了实验结果。磁化率是描述物质磁性的重要参数,能够用于研究物质的磁性行为。不同

物质的磁化率差异较大,这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。进一步研究

可以拓展我们对磁性行为的认识,并为相关领域的研究提供重要参考。

磁化率的测定实验报告

磁化率的测定 1.实验目的 1.1测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型。 1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 2.1摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质0被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,表示单位体积内磁场强度的变化,反映了物质被磁化的难易程度。化学上常用摩尔磁化率χ表示磁化程度,它与χ的关系为m 。·mol -13 M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χ的单位为m式中m物质在外磁场作用下的磁化现象有三种:。当它受到=0第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,μm,相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线”外磁场作用时,内部会产生感应的“分子电流圈在磁场中产生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质,如表示,且χ<0。χCuHg,,Bi等。它的χ称为反磁磁化率,用m反反第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总和不等于零,分。这些杂乱取向的分子磁矩μ≠0子磁矩m Cr,其方向总是趋向于与外磁场同方向,在受到外磁场作用时,这种物质称为顺磁性物质,如Mn, 表示。Pt等,表现出的顺磁磁化率用χ顺χχ但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩,因此它的是顺磁磁化率χ。与反磁磁化率m顺之和。因|χ|?|χ|,所以对于顺磁性物质,可以认为χ=χ,其值大于零,即χ>0。mm顺顺反反第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。这种物质称为铁磁性物质。 对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μ关系可由居里-郎之万公式表示:m 为真空,J·Kμ×10)mol10),、k为玻尔兹曼常数(1.3806×式中L为阿伏加德罗常数(6.022 --1231-23 0--27可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构,T为热力学温度。式磁导率(4π× 10((2-136)N·A 的依据。分子磁矩由分子内未配对电子数n决定,其关系如下:

磁化率测定实验报告

磁化率测定实验报告 磁化率测定实验报告 引言: 磁化率是描述物质对外加磁场响应程度的物理量,是研究物质磁性的重要参数 之一。本实验旨在通过测定不同物质的磁化率,探究它们的磁性特性,并分析 实验结果。 实验仪器与方法: 本实验使用的仪器有磁化率测定仪、恒温槽和样品。首先,我们将待测样品放 置在磁化率测定仪中,并将其与电源、计算机等设备连接。然后,将样品置于 恒温槽中,通过控制恒温槽的温度,使样品保持在相同的温度下进行测量。最后,通过磁化率测定仪测量样品在不同磁场下的磁化强度,从而计算出磁化率。实验结果与分析: 在实验中,我们选取了铁、铜和铝作为样品进行测量。通过对实验数据的处理,我们得到了它们在不同磁场下的磁化强度和磁化率。 首先,我们观察到铁在外加磁场下表现出明显的磁性,其磁化强度随磁场的增 加而增加。这是因为铁具有较高的磁导率,能够在外加磁场的作用下形成较强 的磁化。通过计算,我们得到了铁的磁化率为XX。 其次,铜在外加磁场下的磁化强度较小,几乎可以忽略不计。这是因为铜是一 种非磁性材料,其自由电子无法在外加磁场的作用下形成磁化。因此,铜的磁 化率接近于零。 最后,我们发现铝在外加磁场下的磁化强度相对较弱,但仍然存在一定的磁化 效应。这是因为铝具有一定的磁导率,能够在外加磁场的作用下产生一定程度

的磁化。通过计算,我们得到了铝的磁化率为XX。 综上所述,不同物质的磁化率不同,这与它们的磁性特性密切相关。具有较高 磁导率的物质如铁,能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化,其磁化率较高;而非磁性材料如铜,无法在外加磁场的作用下形成磁化,其磁化率接近于零。 结论: 通过磁化率测定实验,我们得到了不同物质的磁化率数据,并分析了其磁性特性。实验结果表明,磁化率是描述物质磁性的重要参数,能够用于研究物质的 磁性行为。不同物质的磁化率差异较大,这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。 进一步研究可以探究不同温度、不同材料组成对磁化率的影响,以及磁化率与 其他物理量之间的关系。这将有助于深入理解物质的磁性行为,并为相关领域 的研究提供重要参考。 总结: 本实验通过测定不同物质的磁化率,探究了它们的磁性特性,并分析了实验结果。磁化率是描述物质磁性的重要参数,能够用于研究物质的磁性行为。不同 物质的磁化率差异较大,这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。进一步研究 可以拓展我们对磁性行为的认识,并为相关领域的研究提供重要参考。

磁化率-实验报告

一、实验目的与要求 1、测定物质的摩尔磁化率,估计待测金属配合物中心离子的未成对电子数,判断分子配键的类型。 2、掌握磁天平测定磁化率的原理和方法。 二、实验原理 1、摩尔磁化率和分子磁化率 在外磁场作用下,由于电子等带电粒子的运动,物质会被磁化而感应出一个附加磁场。这个附加磁场H’的强度由物质的磁化率χ决定:H’=4χχ为物质的体积磁化率,反映物质被磁化的难易程度,化学上常用摩尔磁化率χ m 表示磁化程度:,单位为。 对于顺磁性物质,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩关系有: 顺 (为真 空磁导率,由于反磁化率较小,所以χ 反 忽略作近似处理) 顺磁性物质与为成对电子数n的关系:(为玻尔磁子,=9.273×10-21erg·G-1 =9.273×10-28J·G-1 =9.273×10-24 J·T-1) 2、摩尔磁化率的测定 样品在非均匀磁场中受到的作用力F可近似为: 在非均匀磁场中,顺磁性物质受力向下所以增重;而反磁性物质受力向上所以减重。测定时在天平右臂加减砝码使之平衡。设△m为施加磁场前后的称量,则: 所以: Δy样品管加样品后在施加磁场前后的称量差(g);Δ 为空样品管在施加磁场前后的称量差(g);g为重力加速度(9.8m·s-2);h为样品高度(cm);y样品的摩尔质量(g·mol-1);y样品的质量(g);y磁极中心磁场强度(G)。 磁场强度H可由特斯拉计或CT5高斯计测量。应该注意,高斯计测量的实际 上是磁感应强度B,单位为T(特斯拉),1T=104高斯。磁场强度H可由 B =μ H 关系式计算得到,H的单位为A·m-1。也可用已知磁化率的硫酸亚铁铵标定。 在精确的测量中,通常用莫尔氏盐来标定磁场强度,它的摩尔磁化率与温度的关系为 三、实验用品 1、仪器 分析天平、高斯计、玻璃样品管、研钵、角匙、玻璃棒 2、试剂 莫氏盐(NH 4) 2 SO 4 ·FeSO 4 ·6H 2 O、亚铁氰化钾 K 4 [Fe(CN) 6 ]·3H 2 O、硫酸亚铁FeSO 4 ·7H 2 O。 四、实验步骤

磁化率的测定(实验报告)

磁化率的测定之宇文皓月创作 1.实验目的 1.1测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子 数,判断分子配键的类型。 1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 2.1摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化的程度用磁化率χ暗示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,暗示单位体积内磁场强度的变更,反映了物质被磁化的难易程度。化学上经常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度,它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol -1。 物质在外磁场作用下的磁化现象有三种: 第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,µm=0。当它受到外磁场作用时,内部会发生感应的“分子电流”,相应发生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中发生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质,如Hg, Cu, Bi等。它的χm称为反磁磁化率,用χ反暗示,且χ反<0。 第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的

电子角动量总和不等于零,分子磁矩µm≠0。这些杂乱取向的分子磁矩 在受到外磁场作用时,其方向总是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn, Cr, Pt等,表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示。 但它在外磁场作用下也会发生反向的感应磁矩,因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ反之和。因|χ顺|»|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0。 第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性其实不必失。这种物质称为铁磁性物质。 对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里-郎之万公式暗示: 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol-1),、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K-1),µ0为真空磁导率(4π×10-7N·A-2,T为热力学温度。式((2-136)可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据。 分子磁矩由分子内未配对电子数n决定,其关系如下: 式中µB为玻尔磁子,是磁矩的自然单位。µB=9.274 ×10-24J·T-1(T为磁感应强度的单位,即特斯拉)。 求得n值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型。例如,Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0。如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子,是电价络合物。其

磁化率的测定实验报告

磁化率的测定 1、实验目的 1、1测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型。 1、2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理与方法。 2、实验原理 2、1摩尔磁化率与分子磁矩 物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度与外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,表示单位体积内磁场强度的变化,反映了物质被磁化的难易程度。化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度,它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol -1。 物质在外磁场作用下的磁化现象有三种: 第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,µm=0。当它受到外磁场作用时,内部会产生感应的“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质,如Hg, Cu, Bi 等。它的χm称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反<0。 第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总与不等于零,分子磁矩µm≠0。这些杂乱取向的分子磁矩 在受到外磁场作用时,其方向总就是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn, Cr, Pt等,表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。 但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩,因此它的χm就是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ 反之与。因|χ顺|»|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0。 第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。这种物质称为铁磁性物质。 对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里-郎之万公式表示:

磁化率的测定实验报告[华南师范大学物化实验]

磁化率的测定 一、实验目的 (1)掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。 (2)通过对一些配位化合物磁化率的测定,计算中心离子的不成对电子数,并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。 二、实验原理 2.1物质的磁性 物质在磁场中被磁化,在外磁场强度H的作用下,产生附加磁场。该物质内部的磁感应强度B为: B=H+4πI=H+4πκH (1)式中,I称为体积磁化强度,物理意义是单位体积的磁矩。式中κ=I/H称为物质的体积磁化率。I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ,σ=I/ρ称为克磁化强度;χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。χm=κM/ρ称为摩尔磁化率(M是物质的摩尔质量)。这些数据都可以从实验测得,是宏观磁性质。在顺 ,铁磁性研究中常用到I、σ。 磁、反磁性研究中常用到χ和χ m 不少文献中按宏观磁性质,把物质分成反磁性物质。顺磁性物质和铁磁性物 >0而反磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质积累。其中,顺磁性物质χ m <0。 质的χ m 2.1古埃法测定磁化率 古埃法是一种简便的测量方法,主要用在顺磁测量。简单的装置包括磁场和测力装置两部分。调节电流大小,磁头间距离大小,可以控制磁场强度大小。测力装置可以用分析天平。为了测量不同温度的数据,要使用变温、恒温和测温装置。 样品放在一个长圆柱形玻璃管内,悬挂在磁场中,样品管下端在磁极中央处,另一端则在磁场强度为零处。 样品在磁场中受到一个作用力。 dF=κHAdH (2) 式中,A表示圆柱玻璃管的截面积。 样品在空气中称量,必须考虑空气修正,即 dF=(κ-κ0HAdH)(3) κ0表示空气的体积磁化率,整个样品的受力是积分问题: (4)因H H,且忽略κ0,则 (5)

磁化率的测定 实验报告

磁化率的测定 一、实验目的 1.掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。 2.测定三种络合物的磁化率,求算未成对电子数,判断其配键类型。 二、预习要求 1.了解磁天平的原理与测定方法。 2.熟悉特斯拉计的使用。 三、实验原理 1.磁化率 物质在外磁场中,会被磁化并感生一附加磁场,其磁场强度 H′与外磁场强度 H 之和称为该物质的磁感应强度 B,即 B = H + H′(1) H′与H方向相同的叫顺磁性物质,相反的叫反磁性物质。还有一类物质如铁、钴、镍及其合金,H′比H大得多(H′/H)高达 104,而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失,这类物质称为铁磁性物质。 物质的磁化可用磁化强度 I 来描述,H′=4πI。对于非铁磁性物质,I 与外磁场强度 H成正比 I = KH (2) 式中,K为物质的单位体积磁化率(简称磁化率),是物质的一种宏观磁性质。在化学中常用单位质量磁化率χm或摩尔磁化率χM表示物

质的磁性质,它的定义是 χm = K/ρ(3) χM = MK/ρ(4) 式中,ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量。由于K是无量纲的量,所以χm和χM的单位分别是cm3?g-1和cm3?mol-1。 磁感应强度 SI 单位是特[斯拉](T),而过去习惯使用的单位是高斯(G),1T=104G。 2.分子磁矩与磁化率 物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关,在反磁性物质中,由于电子自旋已配对,故无永久磁矩。但是内部电子的轨道运动,在外磁场作用下产生的拉摩进动,会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩,所以表示出反磁性。其χM就等于反磁化率χ反,且χM<0。在顺磁性物质中,存在自旋未配对电子,所以具有永久磁矩。在外磁场中,永久磁矩顺着外磁场方向排列,产生顺磁性。顺磁性物质的摩尔磁化率χM是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和,即 χM =χ顺 + χ反(5) 通常χ顺比χ反大约1~3个数量级,所以这类物质总表现出顺磁性,其χM>0。顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律 (6) 式中,NA为Avogadro常数;K为Boltzmann常数(1.38×10-16erg?K-1);T为热力学温度;μm为分子永久磁矩(erg?G-1)。由此可得

磁化率实验报告

华南师范大学 实验报告 基础化学实验 结构化学实验 学生姓名:学号: 年级班级:专业: 实验项目:磁化率的测定 实验时间: 实验评分: 一、【实验目的】

1.掌握古埃(Gouy)磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。 2.通过对一些配位化合物磁化率的测定,计算中心离子的不成对电子数.并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。 二、【实验原理】 (1)物质的磁性 物质在磁场中被磁化,在外磁场强度H(A·m-1)的作用下,产生附加磁场。这时该物质内部的磁感应强度B为: B=H+4πI= H+4πκH (1) 式中,I称为体积磁化强度,物理意义是单位体积的磁矩。式中κ=I/H称为物质的体积磁化率。I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ,σ=I/ρ称为克磁化强度;χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。χm=Κm/ρ称为摩尔磁化率。这些数据是宏观磁化率。在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm,帖磁性研究中常用到I、σ。 不少文献中按宏观磁性质,把物质分成反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反磁性物质几类。其中,χm<0,这类物质称为反磁性物质;χm>0,这类物质称为顺磁性物质。 (2)古埃法(Gouy)测定磁化率 古埃法是一种简便的测量方法,主要用在顺磁测量。简单的装置包括磁场和测力装置两部分。调节电流大小,磁头间距离大小,可以控制磁场强度大小。测力装置可以用分析天平。为了测量不同温度的数据,要使用变温、恒温和测温装置。 样品放在一个长圆柱形玻璃管内,悬挂在磁场中,样品管下端在磁极中央处,另一端则在磁场为零处。 样品在磁场中受到一个作用力。 df=κHAdH 式中,A表示圆柱玻璃管的截面积。 样品在空气中称重,必须考虑空气修正,即 dF=(κ-κ )HAdH

磁化率的测定实验报告

磁化率的测定实验报告 一、实验目的。 本实验旨在通过测定不同材料的磁化率,探究材料在外加磁场下的磁化特性,并通过实验数据的分析,掌握磁化率的测定方法。 二、实验原理。 磁化率是描述材料在外界磁场作用下磁化程度的物理量,通常用符号χ表示。在外界磁场作用下,材料会产生磁化,其磁化强度与外界磁场强度成正比,即M=χH,其中M为材料的磁化强度,H为外界磁场强度。根据这一关系,可以通过测定材料在不同外界磁场下的磁化强度,从而计算出磁化率。 三、实验仪器与材料。 1. 电磁铁。 2. 磁场强度计。 3. 不同材料样品(如铁、铜、铝等)。 4. 电源。 5. 实验台。 四、实验步骤。 1. 将电磁铁置于实验台上,并接通电源,调节电流大小,使得电磁铁产生不同的磁场强度。 2. 将磁场强度计放置在电磁铁产生的磁场中,测定不同磁场强度下的磁场强度值。

3. 将不同材料样品放置在电磁铁产生的磁场中,测定不同磁场强度下材料的磁 化强度。 4. 根据实验数据,计算出不同材料的磁化率。 五、实验数据与分析。 通过实验测得不同材料在不同磁场强度下的磁化强度数据,利用公式M=χH,可以计算出不同材料的磁化率。通过数据分析,可以发现不同材料的磁化率大小不同,反映了材料在外界磁场下的磁化特性。例如,铁具有较大的磁化率,表明其在外界磁场下容易被磁化,而铜、铝等非磁性材料的磁化率较小。 六、实验结论。 通过本实验的测定与分析,我们掌握了磁化率的测定方法,并了解了不同材料 在外界磁场下的磁化特性。磁化率的大小反映了材料对外界磁场的响应程度,对于材料的选用与应用具有一定的指导意义。 七、实验总结。 本实验通过测定不同材料的磁化率,深入了解了材料在外界磁场下的磁化特性,为进一步研究材料的磁性质提供了重要的实验基础。同时,实验过程中我们也发现了一些问题,如在测定过程中需注意排除外界干扰因素,提高测量精度等。 八、参考文献。 1. 王明. 固体物理学. 北京,高等教育出版社,2008. 2. 张三,李四. 材料科学导论. 上海,上海科学技术出版社,2010. 九、致谢。 在本次实验中,感谢实验指导老师对我们的悉心指导,使我们顺利完成了实验。同时也感谢实验室的工作人员对我们实验过程中的支持与帮助。

磁化率的测定(实验报告)

磁化率得测定 1、实验目得 1、1测定物质得摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键得类型。 1、2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率得原理与方法。 2、实验原理 2、1摩尔磁化率与分子磁矩 物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体得运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化得程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度与外磁场强度得比值有关: χ为无因次量,称为物质得体积磁化率,简称磁化率,表示单位体积内磁场强度得变化,反映了物质被磁化得难易程度。化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度,它与χ得关系为 式中M、ρ分别为物质得摩尔质量与密度。χm得单位为m3·mol -1。 物质在外磁场作用下得磁化现象有三种: 第一种,物质得原子、离子或分子中没有自旋未成对得电子,即它得分子磁矩,μm=0。当它受到外磁场作用时,内部会产生感应得“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反得感应磁矩。如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流得附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质,如Hg,Cu,Bi等。它得χm称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反<0。 第二种,物质得原子、离子或分子中存在自旋未成对得电子,它得电子角动量总与不等于零,分子磁矩μm≠0。这些杂乱取向得分子磁矩 在受到外磁场作用时,其方向总就是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn, Cr, Pt等,表现出得顺磁磁化率用χ顺表示。 但它在外磁场作用下也会产生反向得感应磁矩,因此它得χm就是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ 反之与。因|χ顺|?|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0。 第三种,物质被磁化得强度随着外磁场强度得增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。这种物质称为铁磁性物质。 对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μm关系可由居里-郎之万公式表示: 式中L为阿伏加德罗常数(6、022×1023mol-1),、k为玻尔兹曼常数(1、3806×10-23J·K-1),μ0

磁化率的测定实验报告.doc

磁化率的测定实验报告.doc 实验名称:磁化率的测定实验 实验目的:了解磁化率的概念和测量方法,掌握测量原理及技术方法,并通过实验数据分析磁化率的影响因素。 实验仪器:磁场计、磁铁、铁氧体样品、毫伏表、恒流源、万用表。 实验原理:当物体受到外部磁场时,磁场的强度会对物体内部磁性物质的磁化度产生影响,磁化率是材料所具有的对磁场响应的能力,是表征物质磁性的基本物理量。 实验步骤: 1.将铁氧体样品置于恒定的磁场中,调节磁场强度为 1.20 T,打开直流恒流源,通过样品产生一定的磁通量,记录相应的磁场强度值和电流值,测量样品长度为 10 cm,宽度为 2.5 cm,厚度为 1.5 cm ,并记录样品的质量值为 200 g。 2.在 ch2 端接上毫伏表,将万用表的正负极分别接到直流电流源的输出端口和恒流源的输入端口,通过万用表测量工作电流的大小,依次将工作电流从 0.1A 逐渐增大至1.0 A,逐个记录电流值和相应的示数值并记录。 3.重复步骤 2,将磁场强度值调整为 0.80T,0.60T,0.40T,0.20T,并按照相同的操作测量数据并记录。 4. 根据测定结果计算磁化率的大小,并分析其影响因素。 实验结果与分析: 1. 磁场强度和工作电流的关系: | B/T | I/A | |-----|-----| |1.20 | 1.00| |0.80 | 0.67| |0.60 | 0.50| |0.40 | 0.35| |0.20 | 0.17|

从上表可以发现,在磁场强度相同的情况下,随着工作电流的增大,示数值会逐渐增大,但是当工作电流过大时,示数值会出现下降现象,即在某一电流处磁场饱和,磁场增 加无法改变示数值,因为当磁化度饱和时,样品的磁化率值已经达到最大值,磁场改变不 会再使该数值发生变化。 2. 不同磁场下的磁化率大小: 从上表可以看出,当磁场大小一定时,磁化率随着工作电流的增大而增大,因为随着 磁场大小的增大,内部磁性物质的磁化度也会随之增大,样品的磁化率也相应增大。 通过绘制实验数据得到下图,可以发现在相同电流下,随着磁场大小的减小,磁化率 逐渐减小 通过分析可以得到结论,磁化率的大小与材料的物理特性有关,一般而言,当材料中 的磁偶极矩指向一个方向时,磁化率会增加,而当磁偶极矩指向相反方向时,磁化率会减小,而材料的物理特性与温度、样品尺寸等因素有关。 从实验结果中可以看出,在相同的条件下,铁氧体样品的磁化率随着磁场大小和工作 电流大小的增大而增大,但是在一定范围内,随着电流大小的增加,磁化率大小逐渐减小,这证明了铁氧体样品的磁化特性是受到外部因素影响的,也为改进铁氧体材料的物理性质 提供了思路和借鉴。

磁化率测定实验报告

深圳大学实验报告课程名称: 物理化学实验 实验项目名称:演示实验磁化率测定 学院:化学与化工学院 专业: 指导教师: 报告人:学号:班级: 实验时间: 2012年06月05日 实验报告提交时间: 2012年06月18日 教务处制

Ⅰ、实验目的 1、测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型。 2、掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 Ⅱ、实验原理 1、摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,表示单位体积内磁场强度的变化,反映了物质被磁化的难易程度。化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度,它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol -1。 物质在外磁场作用下的磁化现象有三种: 第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,µm=0。当它受到外磁场作用时,内部会产生感应的“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质,如Hg,Cu,Bi等。它的χm 称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反<0。 第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总和不等于零,分子磁矩µm ≠0。这些杂乱取向的分子磁矩 在受到外磁场作用时,其方向总是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn,Cr,Pt 等,表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。 但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩,因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ反之和。因|χ顺|»|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0。 第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。这种物质称为铁磁性物质。 对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里-郎之万公式表示: 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol-1),、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K-1),µ0为真空磁导率(4π×10-7N·A-2,T为热力学温度。式((2-136)可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据。 分子磁矩由分子内未配对电子数n决定,其关系如下: 式中µB为玻尔磁子,是磁矩的自然单位。µB=9.274 ×10-24J·T-1(T为磁感应强度的单位,即特斯拉)。 求得n值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型。例如,Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0。如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子,是电价络合物。其中Fe2+离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构,此时n=4。见图2-63所示:

磁化率的测定(实验报告)

磁化率的测定之袁州冬雪创作 测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,断定分子配键的类型. 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法. 2.实验原理 摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'.物质被磁化的程度用磁化率χ暗示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,暗示单位体积内磁场强度的变更,反映了物质被磁化的难易程度.化学上常常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度,它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度.χm的单位为m3·mol -1. 物质在外磁场作用下的磁化现象有三种: 第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,µm=0.当它受到外磁场作用时,外部会发生感应的“分子电流”,相应发生一种与外磁场方向相反的感应磁矩.如同线圈在磁场中发生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反.这种物质称为反磁性物质,如Hg, Cu, Bi等.它的χm称为反磁磁化率,用χ反暗示,且χ反<0. 第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总和不等于零,分子磁矩µm≠0.这些杂乱取向的

分子磁矩 在受到外磁场作用时,其方向总是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn, Cr, Pt等,表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示. 但它在外磁场作用下也会发生反向的感应磁矩,因此它的χm 是顺磁磁化率χ顺.与反磁磁化率χ反之和.因|χ顺|»|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0. 第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而激烈增强,而且在外磁场消失后其磁性其实不必失.这种物质称为铁磁性物质. 对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里-郎之万公式暗示: 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol-1),、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K-1),µ0为真空磁导率(4π×10-7N·A-2,T为热力学温度.式((2-136)可作为由实验测定磁化率来研究物质外部布局的依据. 分子磁矩由分子内未配对电子数n决议,其关系如下: 式中µB为玻尔磁子,是磁矩的自然单位.µB=9.274 ×10-24J·T-1(T为磁感应强度的单位,即特斯拉). 求得n值后可以进一步断定有关络合物分子的配键类型.例如,Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子布局为3d64s04p0.如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子,是电

磁化率的测定(实验报告)

磁化率的测定之杨若古兰创作 测定物资的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型. 把握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的道理和方法. 2.实验道理 摩尔磁化率和分子磁矩 物资在外磁场H0感化下,因为电子等带电体的活动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'.物资被磁化的程度用磁化率χ暗示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物资的体积磁化率,简称磁化率,暗示单位体积内磁场强度的变更,反映了物资被磁化的难易程度.化学上经常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度,它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物资的摩尔质量与密度.χm的单位为m3·mol -1. 物资在外磁场感化下的磁化景象有三种: 第一种,物资的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,µm=0.当它受到外磁场感化时,内部会发生感应的“分子电流”,响应发生一种与外磁场方向相反的感应磁矩.如同线圈在磁场中发生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反.这类物资称为反磁性物资,如Hg,Cu,Bi等.它的χm称为反磁磁化率,用χ反暗示,且χ反<0. 第二种,物资的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总和不等于零,分子磁矩µm≠0.这些混乱取向的

分子磁矩 在受到外磁场感化时,其方向老是趋向于与外磁场同方向,这类物资称为顺磁性物资,如Mn,Cr,Pt等,表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示. 但它在外磁场感化下也会发生反向的感应磁矩,是以它的χm是顺磁磁化率χ顺.与反磁磁化率χ反之和.因|χ顺|»|χ反|,所以对于顺磁性物资,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0. 第三种,物资被磁化的强度随着外磁场强度的添加而剧烈加强,而且在外磁场消逝后其磁性其实不必失.这类物资称为铁磁性物资. 对于顺磁性物资而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里-郎之万公式暗示: 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol-1),、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K-1),µ0为真空磁导率(4π×10-7N·A-2,T 为热力学温度.式((2-136)可作为由实验测定磁化率来研讨物资内部结构的根据. 分子磁矩由分子内未配对电子数n决定,其关系如下: 式中µB为玻尔磁子,是磁矩的天然单位.µB=9.274 ×10-24J·T-1(T 为磁感应强度的单位,即特斯拉). 求得n值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型.例如,Fe2+离子在自在离子形态下的外层电子结构为3d64s04p0.如以它作为中间离子与6个H20配位体构成[Fe(H20)6]2+络离子,是电价

材料磁化率的测定实验报告

材料磁化率的测定实验报告 一、实验目的 1、理解磁场与磁化强度的概念,掌握求取磁化强度的方法。 2、理解磁化曲线与材料磁化特性之间的关系,了解材料磁化特性的几种类型,并掌 握其判断方法。 3、掌握利用原理矛盾法测定材料的磁化特性及其测定方法。 二、实验原理 1、磁场和磁化强度 磁场是物体能够引起力作用的物理量。磁场的单位是特斯拉(T)。 磁化强度是物质中单位体积内磁矩的矢量和,表示材料单位体积内的自由磁偶极子数目,它与材料的磁性质有关。 2、材料磁化特性 材料磁化特性是指材料的磁化规律和磁响应规律,即虽给定的磁场H下,材料自身磁 化强度M和材料的磁导率μ 的函数关系。 目前已经发现,的材料的磁化特性不仅取决于物质的化学组成,还受到材料的物理状态、工艺制备过程等因素的影响。常见的磁化特性有铁磁性、顺磁性和抗磁性。 原理矛盾法是根据磁铁在磁化前后系数的变化来确定样品磁化强度的一种方法。 当磁铁A与磁化前的样品接触,数度计读数为m1。在样品磁化后,磁铁B与样品接触,同时再次读数为m2。样品内部的磁感应强度为B,磁场强度为H,则样品的磁化强度为 M=(m2-m1)H。 三、实验步骤 1、将支架上调整好磁体位置,放置好铁磁性材料样品。 2、连接好磁力计、数度计,调整好电源电压。 3、松开夹持磁铁的螺母,移动磁铁,聚焦于样品的一个方向上。 4、选定初步磁化强度H0-1000AT/m,随着磁场的变化记录磁力计检测得到的磁力读数m1和计数器读数n,同时记录H值。

5、调整磁铁,移动到样品的垂直方向上,聚焦于该方向上,按同样的方法记录相关 数据和记录读数m2。 6、计算出样品的磁导率及矫顽力值。 7、通过原理矛盾法计算样品的磁化强度。 四、实验结果及分析 选择铁磁性材料(铁)、顺磁性材料(铜)和抗磁性材料(铝)三种材料,记录测量 数据后,得出各自的磁化特性及磁化强度值。 进一步对实验结果进行分析,可以发现,不同的材料磁化特性存在着明显的区别,在 以铜为顺磁性材料的情况下,磁化强度值≈0,说明其在不同磁场下显示的磁响应系数较小,且反应趋势与磁场是正相关的,说明材料易受外界磁场的作用产生磁化,原子自旋基 本分离。 而在以铁为铁磁性材料的实验中,总体来说其在磁场的作用下,有着较大的增长趋势,而在线性区域则大致呈现线性增长,说明材料磁化响应的强度与磁场一致,在一定的磁场 下铁材料随着外界环境的变化产生磁化的强度逐步增大。 在以铝为抗磁性材料的实验中,磁化强度呈反比相关趋势,说明其内在特性抵抗磁场 的存在,磁响应系数同时也随着磁铁接近,其磁响应系数会逐渐减弱。 综上所述,通过本次实验可以深入探究材料磁化特性及其磁化行为,并学习了磁化特 性的测量方法及其结果的判断方法,对于今后对于材料磁学研究有着较为重要的实践意 义。

磁化率的测定(实验报告)

For personal use only in study and research; not for commercial use 磁化率的测定 1.实验目的 1.1测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型。 1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 2.1摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,表示单位体积内磁场强度的变化,反映了物质被磁化的难易程度。化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度,它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol -1。 物质在外磁场作用下的磁化现象有三种: 第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,μm=0。当它受到外磁场作用时,内部会产生感应的“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质,如Hg,Cu,Bi等。它的χm称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反<0。 第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总和不等于零,分子磁矩μm≠0。这些杂乱取向的分子磁矩 在受到外磁场作用时,其方向总是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn,Cr,Pt等,表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。 但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩,因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ 反之和。因|χ顺|?|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0。 第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。这种物质称为铁磁性物质。 对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μm关系可由居里-郎之万公式表示: 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol-1),、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K-1),μ0为真空

磁化率的测定(实验报告)

磁化率的测定(实验报告)

磁化率的测定 1.实验目的 1.1测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型。 1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 2.1摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关: χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,表示单位体积内磁场强度的变化,反映了物质被磁化的难易程度。化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度,它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol -1。 物质在外磁场作用下的磁化现象有三种: 第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成

显然,其中6个空轨道形成d2sp3的6个杂化轨道,它们能接受6个CN-离子中的6对孤对电子,形成共价配键。 2.2摩尔磁化率的测定 本实验用古埃磁天平测定物 质的摩尔磁化率χm,测定原理如 图2所示。 一个截面积为A的样品管, 装入高度为h、质量为m的样品 后,放入非均匀磁场中。样品管 底部位于磁场强度最大之处,即 磁极中心线上,此处磁场强度为 H。样品最高处磁场强度为零。前已述及,对于顺磁性物质,此时产生的附加磁场与原磁场同向,即物质内磁场强度增大,在磁场中受到吸引力。设χ0为空气的体积磁化率,可以证明,样品管内样品受到的力为: 考虑到ρ=m/hA,而χ0值很小,相应的项可以忽略,

可得 在磁天平法中利用精度为0.1mg的电子天平间接测量F值。设△m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化,△m为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化,则 式中、g为重力加速度(9.81m·s-2)。可得 磁场强度H可由特斯拉计或CT5高斯计测量。应该注意,高斯计测量的实际上是磁感应强度B,单位为T(特斯拉),1T=104高斯。磁场强度H可由B =µ0H 关系式计算得到,H的单位为A·m-1。也可用已知磁化率的莫尔氏盐标定。莫尔氏盐的摩尔磁化率B 与热 m 力学温度T的关系为: 式中M为莫尔氏盐的摩尔质量(kg·mol-1)。 3.实验步骤 3.1打开励磁电源开关,电流表,打开电子天平的电 源,并按下“清零”按钮,毫特斯拉计表头调零,然后调节磁场强度约为100mT,检查霍尔探头是

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