磁性物理ppt课件
合集下载
磁现象、磁场ppt5 人教版优质课件优质课件
18 、每当我们在做人与处世中有了疏忽和遗漏时，请不要灰心和失望，关键是要记住：走错一步不算什么，路还很长呢，别忘了，还有下一步呢! 17 、磨砺内心比油饰外表要难得多，世界上没有永恒的懦弱，也没有永恒的坚强，万事靠自己，但是一定要放下懦弱，活的有尊严，活出你的坚强，才真正的体现你的自信和力量，你的活才更 有价值! 2 、成功如同谷仓内的金表，早已存在于我们周围，散布于人生的每个角落，只要执著地去寻找，就一定能找到。 15 、水的心是平静的，水的心是轻灵的，你看，水，一平如镜，云月其中，怡然自乐。水，怀着平静而轻灵的心，缓和的一淌而去，遇一些阻隔且轻轻的绕过，何必那么多计较，心平而轻流自 畅;如一路顺直，那更好了，我也可以尽情的奔流，一望千里，波涛澎湃，我也会挥洒我的潇洒，我的纵情。 4 、天资只是给儿童提供了学习和实践的优越的物质条件，如果没有后天的培养和本人的艰苦努力，任何天才都是不能成功的。 16 、万事提前做好周全的准备，是很有必要的，不然，等到事情发生，你再去应付，可能已来不及了。 3 、创造机会的人是勇者，等待机会的是愚者。
3.磁场方向：小磁针静止时北极所 指的方向定为该点的磁场方向。
我们把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带箭头
的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲
线叫做磁感线。
观察条形磁体和蹄形磁体的磁感线分布
三、磁感线（并不真实存在）
说明：1.磁感线的疏密表示磁性强弱. （密——强；疏——弱）
2.磁场方向： 外部：N出S入 内部：S N
间感觉不出有相互作用力。则可知-------------------
（D）
A. a和b都是磁铁
B. a和b都不是磁铁
C.a是磁铁，b不是磁铁 D. a不是磁铁 ，b是磁铁
(1)
3.磁场方向：小磁针静止时北极所 指的方向定为该点的磁场方向。
我们把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带箭头
的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲
线叫做磁感线。
观察条形磁体和蹄形磁体的磁感线分布
三、磁感线（并不真实存在）
说明：1.磁感线的疏密表示磁性强弱. （密——强；疏——弱）
2.磁场方向： 外部：N出S入 内部：S N
间感觉不出有相互作用力。则可知-------------------
（D）
A. a和b都是磁铁
B. a和b都不是磁铁
C.a是磁铁，b不是磁铁 D. a不是磁铁 ，b是磁铁
(1)
第二十章第1节 磁现象 磁场 课件(共37张PPT)
磁现象
磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作磁化（
magnetization）。许多物体容易磁化。机械手表磁化后，走时不准 ；彩色电视机显像管磁化后，色彩失真；而钢针磁化后，可以用来制 作指南针。你会磁化钢针吗？
磁场
如果把磁针拿到一个磁体附近，它会发生偏转。 磁针和磁体并没有接触，怎么会有力的作用呢？ 这是因为磁体周围存在着一种物质，能使磁针偏 转。这种物质看不见、摸不着，我们把它叫作磁 场（magnetic field）。在物理学中，许多看不 见、摸不着的物质，可以通过它对其他物体的作 用来认识。像磁场这种物质，我们用实验可以感 知它，所以它是确确实实存在的。
磁现象 磁场
磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。一个磁体无论多么小都有两个磁 极，可以在水平面内自由转动的磁体，静止时总是一个磁极指向南方，另 一个磁极指向北方，指向南的叫作南极（S极），指向北的叫作北极（N 极）。同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引。简称同极相斥，异极相吸 。利用磁体的这一性质可以判断一个物体是否带有磁性。 磁化：一些没有磁性的物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，这种现 象叫作磁化。像铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质， 叫作磁性材料。
第二十章 电与磁
第1节
磁现象 磁场
复习引入
电压越高越危险 常见的触电事故 安全用电原则 注意防雷
新课引入
公元843年，在茫茫的大海上，一只帆船正在日夜不停地航行， 没有航标、没有明确的航道。船上一些聪明的中国人利用手中仪 器指示的方向，开辟了从浙江温州到达日本嘉值岛的航线。这个 神奇的仪器，就是罗盘。罗盘即平常我们说的指南针，它是我国 古代的四大发明之一。
《大学物理磁学》ppt课件
《大学物理磁学》 ppt课件
目录
• 磁学基本概念与原理 • 静电场中的磁现象 • 恒定电流产生磁场及应用 • 电磁波与光波在磁学中的应用 • 铁磁物质及其性质研究 • 现代磁学发展前沿与挑战
01
磁学基本概念与原理
磁场与磁力线
01 磁场
由运动电荷或电流产生的特殊物理场，具有方向 和大小，可用磁感线描述。
通过分析带电粒子在静电场中的运动规律，可以 03 了解电场分布和粒子性质等信息。
静电场和恒定电流产生磁场比较
静电场和恒定电流都可以产生磁场，但它们产 生的磁场具有不同的特点。
静电场产生的磁场是瞬时的，随着静电场的消 失而消失；而恒定电流产生的磁场是持续的， 只要电流存在就会一直产生磁场。
此外，静电场和恒定电流产生的磁场在分布、 强度和方向等方面也存在差异。
02 磁力线
形象描述磁场分布的曲线，其切线方向表示磁场 方向，疏密程度表示磁场强度。
03 磁场的基本性质
对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
磁感应强度与磁通量
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量，用B表示， 单位为特斯拉（T）。
磁通量
描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量，用Φ表 示，单位为韦伯（Wb）。
电磁铁
利用恒定电流产生的磁场来制作电磁 铁，用于吸附铁磁性物质或作为电磁
开关等。
电磁炉
利用恒定电流产生的交变磁场来加热 铁质锅具，从而实现对食物的加热和
烹饪。
电机与发电机
电机是将电能转换为机械能的装置， 而发电机则是将机械能转换为电能的 装置。它们的工作原理都涉及到恒定 电流产生的磁场。
磁悬浮列车
利用恒定电流产生的强磁场来实现列 车的悬浮和导向，具有高速、安全、 舒适等优点。
目录
• 磁学基本概念与原理 • 静电场中的磁现象 • 恒定电流产生磁场及应用 • 电磁波与光波在磁学中的应用 • 铁磁物质及其性质研究 • 现代磁学发展前沿与挑战
01
磁学基本概念与原理
磁场与磁力线
01 磁场
由运动电荷或电流产生的特殊物理场，具有方向 和大小，可用磁感线描述。
通过分析带电粒子在静电场中的运动规律，可以 03 了解电场分布和粒子性质等信息。
静电场和恒定电流产生磁场比较
静电场和恒定电流都可以产生磁场，但它们产 生的磁场具有不同的特点。
静电场产生的磁场是瞬时的，随着静电场的消 失而消失；而恒定电流产生的磁场是持续的， 只要电流存在就会一直产生磁场。
此外，静电场和恒定电流产生的磁场在分布、 强度和方向等方面也存在差异。
02 磁力线
形象描述磁场分布的曲线，其切线方向表示磁场 方向，疏密程度表示磁场强度。
03 磁场的基本性质
对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
磁感应强度与磁通量
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量，用B表示， 单位为特斯拉（T）。
磁通量
描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量，用Φ表 示，单位为韦伯（Wb）。
电磁铁
利用恒定电流产生的磁场来制作电磁 铁，用于吸附铁磁性物质或作为电磁
开关等。
电磁炉
利用恒定电流产生的交变磁场来加热 铁质锅具，从而实现对食物的加热和
烹饪。
电机与发电机
电机是将电能转换为机械能的装置， 而发电机则是将机械能转换为电能的 装置。它们的工作原理都涉及到恒定 电流产生的磁场。
磁悬浮列车
利用恒定电流产生的强磁场来实现列 车的悬浮和导向，具有高速、安全、 舒适等优点。
磁性物理学第一章物质磁性概述-磁性物理
顺磁性物质举例
如氧、铝、铂等金属，以及某些非金属如氮、氧等。
顺磁性特点
顺磁性物质的磁化率比抗磁性物质大，但仍然是微弱的。它们同样 不会自发磁化，且在外磁场撤去后无剩磁。
铁磁性物质
01
铁磁性定义
铁磁性是指物质在外磁场作用下，能产生很强磁化现象，且可以自发磁
化形成磁畴。
02
铁磁性物质举例
如铁、钴、镍及其合金等。
物质磁性影响因素分
04
析
温度对物质磁性影响
居里温度
物质磁性随温度变化的重要参数，当温度高于居里温度时，铁磁性物质转变为顺 磁性。
磁化率与温度关系
对于顺磁性物质，磁化率随温度升高而降低；对于铁磁性物质，在居里温度以下 磁化率随温度升高而降低，在居里温度以上转变为顺磁性。
压力对物质磁性影响
压力效应
磁性分类
根据物质在磁场中的表现，可分为铁 磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性 和抗磁性等。
物质磁性来源
电子自旋磁矩
电子自旋产生的磁矩是物质磁性的主要来源。
电子轨道磁矩
电子绕原子核运动时产生的磁矩，对物质磁性有 贡献但通常较小。
原子核自旋磁矩
原子核自旋产生的磁矩，对物质磁性的贡献极小， 通常可忽略不计。
尔元件等，实现非接触式测量和自动控制。
磁记录材料应用领域
硬盘驱动器
磁记录材料用于制造硬盘驱动器的存储介质，实现数据的长期可 靠存储。
磁带
利用磁记录材料的磁化特性，制造磁带等线性存储设备，用于数 据的备份和归档。
磁卡
磁记录材料用于制造各种磁卡，如信用卡、门禁卡等，实现身份 识别和交易安全。
总结与展望
物质在压力作用下，原子间距减小，电子云重叠增加，导致 交换作用增强，从而影响物质的磁性。
如氧、铝、铂等金属，以及某些非金属如氮、氧等。
顺磁性特点
顺磁性物质的磁化率比抗磁性物质大，但仍然是微弱的。它们同样 不会自发磁化，且在外磁场撤去后无剩磁。
铁磁性物质
01
铁磁性定义
铁磁性是指物质在外磁场作用下，能产生很强磁化现象，且可以自发磁
化形成磁畴。
02
铁磁性物质举例
如铁、钴、镍及其合金等。
物质磁性影响因素分
04
析
温度对物质磁性影响
居里温度
物质磁性随温度变化的重要参数，当温度高于居里温度时，铁磁性物质转变为顺 磁性。
磁化率与温度关系
对于顺磁性物质，磁化率随温度升高而降低；对于铁磁性物质，在居里温度以下 磁化率随温度升高而降低，在居里温度以上转变为顺磁性。
压力对物质磁性影响
压力效应
磁性分类
根据物质在磁场中的表现，可分为铁 磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性 和抗磁性等。
物质磁性来源
电子自旋磁矩
电子自旋产生的磁矩是物质磁性的主要来源。
电子轨道磁矩
电子绕原子核运动时产生的磁矩，对物质磁性有 贡献但通常较小。
原子核自旋磁矩
原子核自旋产生的磁矩，对物质磁性的贡献极小， 通常可忽略不计。
尔元件等，实现非接触式测量和自动控制。
磁记录材料应用领域
硬盘驱动器
磁记录材料用于制造硬盘驱动器的存储介质，实现数据的长期可 靠存储。
磁带
利用磁记录材料的磁化特性，制造磁带等线性存储设备，用于数 据的备份和归档。
磁卡
磁记录材料用于制造各种磁卡，如信用卡、门禁卡等，实现身份 识别和交易安全。
总结与展望
物质在压力作用下，原子间距减小，电子云重叠增加，导致 交换作用增强，从而影响物质的磁性。
磁性物理-1PPT优秀课件
了磁畴结构 ➢ 1946年 Bioembergen发现NMR效应 ➢ 1948年 Neel建立亜铁磁理论 ➢ 1954-1957年 RKKY相互作用的建立
➢ 1958年 Mössbauer效应的发现 ➢ 1960年 非晶态物质的理论预言 ➢ 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 ➢ 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 ➢ 1982年 扫描隧道显微镜,Brining和Rohrer,
1. 中国古代的磁性
书名
➢ 管子 (～645BC)
➢ 鬼谷子 (～400BC)
➢ 吕氏春秋
(239BC) ➢ 韩非子
(3rd century BC) ➢ 论衡
(82/83 AD) (东汉) ➢ 武经总要
(1044 AD,南宋)
作者
管仲 鬼谷 吕不韦 韩非 王充 曾公亮
描述
慈(磁)石 磁石吸针
司南 司南勺 指南鱼：在地 磁场下热处理
中国古代制备指南针的方法
直接浮在水面上； 置于指甲上； 置于碗的边缘上； 悬于绳子上。
汉（公元前206－公元220年）。盘17.8×17.4厘米,勺长11.5，口径4.2厘 米。司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方；中心圆面下凹；圆 外盘面分层次铸有10天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁 勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止 时，因地磁作用，勺尾指向南方。
Z.B. Magnetic colloids
Spin coating
FePt 纳米颗粒
自组织
Fe70 Pt30
尺寸 高分辨透射电镜
6 nm
25 nm
10 Tb / inch2 !
43 3 % Fe 48 2 % Fe 58 3 % Fe 70 3 % Fe
➢ 1958年 Mössbauer效应的发现 ➢ 1960年 非晶态物质的理论预言 ➢ 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 ➢ 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 ➢ 1982年 扫描隧道显微镜,Brining和Rohrer,
1. 中国古代的磁性
书名
➢ 管子 (～645BC)
➢ 鬼谷子 (～400BC)
➢ 吕氏春秋
(239BC) ➢ 韩非子
(3rd century BC) ➢ 论衡
(82/83 AD) (东汉) ➢ 武经总要
(1044 AD,南宋)
作者
管仲 鬼谷 吕不韦 韩非 王充 曾公亮
描述
慈(磁)石 磁石吸针
司南 司南勺 指南鱼：在地 磁场下热处理
中国古代制备指南针的方法
直接浮在水面上； 置于指甲上； 置于碗的边缘上； 悬于绳子上。
汉（公元前206－公元220年）。盘17.8×17.4厘米,勺长11.5，口径4.2厘 米。司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方；中心圆面下凹；圆 外盘面分层次铸有10天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁 勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止 时，因地磁作用，勺尾指向南方。
Z.B. Magnetic colloids
Spin coating
FePt 纳米颗粒
自组织
Fe70 Pt30
尺寸 高分辨透射电镜
6 nm
25 nm
10 Tb / inch2 !
43 3 % Fe 48 2 % Fe 58 3 % Fe 70 3 % Fe
磁性物理学(第二章讲稿)PPT课件
原子的总动量由电子的轨道角动量和自旋 角动量以矢量叠加方式合成，主要由：L－ S，jj和LS+jj 耦合三种
L－S耦合：各电子的轨道运动间有较强的相
互作用∑li → L，∑si →S , J＝S+L
发生与原子序数较小的原子中（Z<32）。 j－j耦合：各电子轨道运动与本身的自旋相互
作用较强，∑(li+si) → ji，∑ji →J ，Z>82 LS+jj耦合： 32<Z<82 铁磁体中，原子的总角动量大都属于L-S耦合
3.洪特规则（Hund’s Rule） （适合于L－S耦合） 目的：确定基态的电子组态和动量矩。 I. 在Pauli原则允许下，S取最大值，
S= ∑ms Ⅱ.总轨道量子数L在上述条件下可能的最
大值， L= ∑ml III.次壳层未半满时， J=|L-S|； IV. 次壳层半满或超过一半时，J＝L＋
3s2
3p6
3d10
b.原子中电子基态分布服从规则：
泡利不相容原理
能量最低原理
c.电子填充方式（依电子组态能量高低）
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s
结论：满壳层电子的总动量矩和总磁矩为零，只有未
成对的电子磁矩对原子的总磁矩作贡献，未满壳层——
磁性电子壳层
2.角动量耦合
(μS)┴在一个进动周期中平均值为零。
∴ 原子的有效磁矩等于μL与μS 平行于PJ的
分量和，即：
PJ
PS
J
L
s
PJ
PL
PL L(L 1), PS S(S 1), μL
μS
L L(L 1)B , s S(S 1)B μJ
μL-S
L－S耦合：各电子的轨道运动间有较强的相
互作用∑li → L，∑si →S , J＝S+L
发生与原子序数较小的原子中（Z<32）。 j－j耦合：各电子轨道运动与本身的自旋相互
作用较强，∑(li+si) → ji，∑ji →J ，Z>82 LS+jj耦合： 32<Z<82 铁磁体中，原子的总角动量大都属于L-S耦合
3.洪特规则（Hund’s Rule） （适合于L－S耦合） 目的：确定基态的电子组态和动量矩。 I. 在Pauli原则允许下，S取最大值，
S= ∑ms Ⅱ.总轨道量子数L在上述条件下可能的最
大值， L= ∑ml III.次壳层未半满时， J=|L-S|； IV. 次壳层半满或超过一半时，J＝L＋
3s2
3p6
3d10
b.原子中电子基态分布服从规则：
泡利不相容原理
能量最低原理
c.电子填充方式（依电子组态能量高低）
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s
结论：满壳层电子的总动量矩和总磁矩为零，只有未
成对的电子磁矩对原子的总磁矩作贡献，未满壳层——
磁性电子壳层
2.角动量耦合
(μS)┴在一个进动周期中平均值为零。
∴ 原子的有效磁矩等于μL与μS 平行于PJ的
分量和，即：
PJ
PS
J
L
s
PJ
PL
PL L(L 1), PS S(S 1), μL
μS
L L(L 1)B , s S(S 1)B μJ
μL-S
《大学物理磁学》课件
核磁共振谱（NMR）
利用核自旋磁矩进行研究物质结构和化学键的谱学技术。NMR可应用于有机化学、药物化学、石油化 工等领域，用于分析分子结构和化学反应机理。
磁性材料在电子器件中的应用
磁性材料
具有铁磁、亚铁磁等性质的金属和非金属材 料，如铁、钴、镍及其合金。磁性材料具有 高磁导率、低矫顽力等特点，广泛应用于电 子器件中。
洛伦兹力，用于描述磁场对运动电荷的作用。
磁场对电流的作用
安培力，用于描述磁场对电流的作用。
磁场对磁体的作用
磁体之间的相互作用力，与磁体的磁感应强度和距离 有关。
02
磁场与电流
奥斯特实验与安培环路定律
奥斯特实验
揭示了电流的磁效应，即电流能在其 周围产生磁场。
安培环路定律
描述了电流与磁场之间的关系，即磁 场线总是围绕电流闭合。
铁磁性
铁、钴、镍等金属具有显著的铁磁性，其内部原子、分子的自旋磁矩在一定条件 下自发排列形成磁畴。
磁畴结构
铁磁体内部存在许多自发磁化的小区域，称为磁畴。不同磁畴的磁化方向不同， 导致宏观上铁磁体的磁化强度呈现出复杂的空间分布。
磁记录与磁头技术
磁记录
利用磁介质记录信息的技术，通过改变 磁介质表面的磁场方向实现信息的存储 。
详细描述
磁场对光的干涉和衍射具有重要影响。在磁场作用下，光的干涉和衍射现象会发生变化，表现为干涉条纹的移动 和衍射角的改变。这些现象在物理学中具有重要的应用价值，如光学仪器设计、光谱分析和量子力学等领域。
05
磁学的应用
磁力机械与磁力悬浮
磁力机械
利用磁场力实现机械运动的装置，如磁力泵、磁力传动器等。磁力机械具有无接触、无摩擦、低能耗等优点，广 泛应用于化工、制药、石油等领域。
利用核自旋磁矩进行研究物质结构和化学键的谱学技术。NMR可应用于有机化学、药物化学、石油化 工等领域，用于分析分子结构和化学反应机理。
磁性材料在电子器件中的应用
磁性材料
具有铁磁、亚铁磁等性质的金属和非金属材 料，如铁、钴、镍及其合金。磁性材料具有 高磁导率、低矫顽力等特点，广泛应用于电 子器件中。
洛伦兹力，用于描述磁场对运动电荷的作用。
磁场对电流的作用
安培力，用于描述磁场对电流的作用。
磁场对磁体的作用
磁体之间的相互作用力，与磁体的磁感应强度和距离 有关。
02
磁场与电流
奥斯特实验与安培环路定律
奥斯特实验
揭示了电流的磁效应，即电流能在其 周围产生磁场。
安培环路定律
描述了电流与磁场之间的关系，即磁 场线总是围绕电流闭合。
铁磁性
铁、钴、镍等金属具有显著的铁磁性，其内部原子、分子的自旋磁矩在一定条件 下自发排列形成磁畴。
磁畴结构
铁磁体内部存在许多自发磁化的小区域，称为磁畴。不同磁畴的磁化方向不同， 导致宏观上铁磁体的磁化强度呈现出复杂的空间分布。
磁记录与磁头技术
磁记录
利用磁介质记录信息的技术，通过改变 磁介质表面的磁场方向实现信息的存储 。
详细描述
磁场对光的干涉和衍射具有重要影响。在磁场作用下，光的干涉和衍射现象会发生变化，表现为干涉条纹的移动 和衍射角的改变。这些现象在物理学中具有重要的应用价值，如光学仪器设计、光谱分析和量子力学等领域。
05
磁学的应用
磁力机械与磁力悬浮
磁力机械
利用磁场力实现机械运动的装置，如磁力泵、磁力传动器等。磁力机械具有无接触、无摩擦、低能耗等优点，广 泛应用于化工、制药、石油等领域。
磁的基本概念ppt课件
学习方法
掌握单位的物理意义，由于电磁学的单位经常用 科学家的名字命名的因此不容易记忆与换算， 如韦伯、奥斯特、特斯拉、高斯、亨利和安培等；
学会联想学习，与电路的概念，力学的概念， 能量等进行联想学习，因为我们已经有很好 的物理基础（力学，电学两大门类）；
始终以变化的概念对待磁的问题，不变就没有 工程应用价值，即始终不忘记频率这个参数。
3 磁与电之间的关系服从两个基本定律： 全电流定律（安培环路定律）——沿闭合
回路磁场强度的线积分等于闭合回路包围 的电流的代数和。
• 电磁感应定律（法拉第定律和楞次定律）——
一个线圈包围的磁通发生变化时，在线圈端产 生感应电势，感应电势如果产生感应电流，此 电流产生的磁场阻止线圈包围的磁通变化。
径的积分的值，等于 乘 以0 该闭合路径所包围的各电流
的代数和.
n
Bdl l
0
Ii
i1
注意
电流I 正负的规定: I 与l 成右螺旋时，I 为正；
反之为负.
1.3.5 电磁感应定律
研究方法:实验方法，抓住磁通变 化这个核心问题讨论.
公式表明:单匝线圈匝链的磁通在1 秒内变化1Wb时，线圈端电压 为1V。
m 4π Oe 1Gs 104T
1Oe 100 A / m 0.4
1Gs10 T 0
1 Gs Oe
10 4 04.4
100
4 10 7 H
/ cm
1Oe 100A/m
0.4
0
Gs 104 0.4
1 Oe 100
4 107 H / m
空气的相对导磁率: 0 1
真空中的安培环路定理
在真空的稳恒磁场中，磁感应强度 B沿任一闭合路
.
掌握单位的物理意义，由于电磁学的单位经常用 科学家的名字命名的因此不容易记忆与换算， 如韦伯、奥斯特、特斯拉、高斯、亨利和安培等；
学会联想学习，与电路的概念，力学的概念， 能量等进行联想学习，因为我们已经有很好 的物理基础（力学，电学两大门类）；
始终以变化的概念对待磁的问题，不变就没有 工程应用价值，即始终不忘记频率这个参数。
3 磁与电之间的关系服从两个基本定律： 全电流定律（安培环路定律）——沿闭合
回路磁场强度的线积分等于闭合回路包围 的电流的代数和。
• 电磁感应定律（法拉第定律和楞次定律）——
一个线圈包围的磁通发生变化时，在线圈端产 生感应电势，感应电势如果产生感应电流，此 电流产生的磁场阻止线圈包围的磁通变化。
径的积分的值，等于 乘 以0 该闭合路径所包围的各电流
的代数和.
n
Bdl l
0
Ii
i1
注意
电流I 正负的规定: I 与l 成右螺旋时，I 为正；
反之为负.
1.3.5 电磁感应定律
研究方法:实验方法，抓住磁通变 化这个核心问题讨论.
公式表明:单匝线圈匝链的磁通在1 秒内变化1Wb时，线圈端电压 为1V。
m 4π Oe 1Gs 104T
1Oe 100 A / m 0.4
1Gs10 T 0
1 Gs Oe
10 4 04.4
100
4 10 7 H
/ cm
1Oe 100A/m
0.4
0
Gs 104 0.4
1 Oe 100
4 107 H / m
空气的相对导磁率: 0 1
真空中的安培环路定理
在真空的稳恒磁场中，磁感应强度 B沿任一闭合路
.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
司南
此模型是王振 铎先生据《论 衡》等书记载 并参照出土汉 代地盘的研究 复制。
.
西方的传说
• 牧羊人发现他的木棍的铁端，被一块石头牢牢 吸住。
• 这种石头在小亚细亚（Asia Minor）、马其顿的 Magnesia地区以及爱奥尼亚的Magnesia城都被发 现过。
• 人们相信“Magnetism”一字来源于这些地名。
.
磁学是一门即古老又年轻的学科
➢ 磁石：最早的著作《De Magnete》W.Gibert ➢ 18世纪 奥斯特 电流产生磁场；
法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流； 安培定律 构成电磁学的基础。 电动机、发电机 开创现代电气工业。
.
➢ 1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假说 ➢ 1919年 巴克豪森效应 ➢ 1928年 海森堡模型：用量子力学解释分子场起源 ➢ 1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴 ➢ 1933年 加藤与武井发现含Co的永磁 铁氧体 ➢ 1935年 荷兰Snoek发明软磁铁氧体 ➢ 1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场, 理论上预言
磁性细菌束
Lake Chiemsee (Bavaria)
Magnetic vibroid 细菌，具 有磁体构成的链 ，磁体稍 长并且之间有约8 nm 宽的 间隙。标尺为 0.5 µm.
B
Nahrung
磁M细. Ha菌nzlik束et al.(/aJ.)M一agn.单Mag元n. M含at. 2有48 (2300-25) 2捆58–磁267 体链，近圆小珠含有聚 硫体。标尺为 1 µm (b) 链捆的. 内部结构，标尺为 0.1 µm。
中国古代制备指南针的方法
直接浮在水面上； 置于指甲上； 置于碗的边缘上； 悬于绳子上。
.
汉（公元前206－公元220年）。盘17.8×17.4厘米,勺长11.5，口径4.2厘米。 司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方；中心圆面下凹；圆外盘 面分层次铸有10天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁勺是 用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止时， 因地磁作用，勺尾指向南方。
.
片；可连续播发2年的音乐。
永磁在汽车上的应用
雨刷马达 前洗刷泵
前灯门马达
窗户升降 风扇马达
太阳顶马达
CD马达
安全带马达
油泵马达
水泵马达 起动马达
功率操纵马达
.
速度传感器
位置调整马达
The World of Magnetic Sensors
Compassing
Global Position Systems
磁性物理 1
固体磁性基础
.
磁学是一门 研究物质磁性的学科
.
引言
磁学是一门即古老又年轻的学科。 磁学基础研究与应用的需求相互促进，在国防和国 民经济中起着重要作用。 磁学与其它学科交叉：信息、电气、交通、生物、 药物、天文、地质、能源、选矿等。 磁学运用到纳米学科-----纳米磁学，MEMS的发展 不可避免的会使用各种类型的磁性材料。
.
1. 中国古代的磁性
书名
➢ 管子 (～645BC)
➢ 鬼谷子 (～400BC)
➢ 吕氏春秋
(239BC) ➢ 韩非子
(3rd century BC) ➢ 论衡
(82/83 AD) (东汉) ➢ 武经总要
(1044 AD,南宋)
作者
管仲 鬼谷 吕不韦 韩非 王充 曾公亮
.
描述
慈(磁)石 磁石吸针
司南 司南勺 指南鱼：在地 磁场下热处理
1.中国古代的磁性
书名
➢ 梦溪笔谈 (1086 AD,南宋) ➢ 事林广记 (1100-1250AD,宋)
➢ 萍州可谈 (1119 AD,南宋)
作者
沈括 陈元靓
朱域
描述
指南针 通过摩擦磁石磁化 针置于尖锐的竹尖上 的a)木鱼，b)木龟上
航船夜观星星；日观 太阳；多云之日使用 指南针
参考文献: 李国栋, 中国磁学的历史 宋德生，李国栋，电磁. 学发展史
.
Lorke/CeNS
下一代磁硬盘的新材料
Z.B. Magnetic colloids
Spin coating
.
FePt 纳米颗粒
自组织
Fe70 Pt30
尺寸 高分辨透射电镜
6 nm
25 nm
10 Tb / inch2 !
43 3 % Fe 3.6 0.1 nm 48 2 % Fe 3.6 0.1 nm 58 3 % Fe 3.6 0.1 nm . 70 3 % Fe 2.6 0.1 nm
( 1986 年,AFM ) ➢ 1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现 Sagawa ➢ 1986年 高温超导体，Bednortz-muller ➢ 1988年 巨磁电阻GMR的发现, M.N.Baibich 2007诺
贝尔奖A.Fert和P.Grünberg ➢ 1994年 CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO3 ➢ 1995年 隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki
.
Development and branches .of magnetism
磁学基础研究与应用的需求相 互促进，在国防和国民经济中
起着重要作用。
磁学与其它学科交叉，如：信 息、电气、交通、生物、药物、
天文、地质、能源、选矿等
.
磁悬浮列车
.
计算机硬盘
磁记录介质
永磁马达
磁头硬磁驱动片ຫໍສະໝຸດ 1TB(1000GB)存储的文件可打印1亿令纸(500张为1令)，耗费5万多 棵树；可存储播发16天的DVD品质的影音文件；可存储100万张图
Vehicle Detection
Navigation Position Sensing
Rotational Displacement
Communication Products
.
Current Sensing
磁学运用到纳米学科 ----纳米磁学
.
纳米是多长？
10 nm 11011µ00mmµnµmmm
了磁畴结构 ➢ 1946年 Bioembergen发现NMR效应 ➢ 1948年 Neel建立亜铁磁理论 ➢ 1954-1957年 RKKY相互作用的建立
.
➢ 1958年 Mössbauer效应的发现 ➢ 1960年 非晶态物质的理论预言 ➢ 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 ➢ 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 ➢ 1982年 扫描隧道显微镜,Brining和Rohrer,
此模型是王振 铎先生据《论 衡》等书记载 并参照出土汉 代地盘的研究 复制。
.
西方的传说
• 牧羊人发现他的木棍的铁端，被一块石头牢牢 吸住。
• 这种石头在小亚细亚（Asia Minor）、马其顿的 Magnesia地区以及爱奥尼亚的Magnesia城都被发 现过。
• 人们相信“Magnetism”一字来源于这些地名。
.
磁学是一门即古老又年轻的学科
➢ 磁石：最早的著作《De Magnete》W.Gibert ➢ 18世纪 奥斯特 电流产生磁场；
法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流； 安培定律 构成电磁学的基础。 电动机、发电机 开创现代电气工业。
.
➢ 1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假说 ➢ 1919年 巴克豪森效应 ➢ 1928年 海森堡模型：用量子力学解释分子场起源 ➢ 1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴 ➢ 1933年 加藤与武井发现含Co的永磁 铁氧体 ➢ 1935年 荷兰Snoek发明软磁铁氧体 ➢ 1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场, 理论上预言
磁性细菌束
Lake Chiemsee (Bavaria)
Magnetic vibroid 细菌，具 有磁体构成的链 ，磁体稍 长并且之间有约8 nm 宽的 间隙。标尺为 0.5 µm.
B
Nahrung
磁M细. Ha菌nzlik束et al.(/aJ.)M一agn.单Mag元n. M含at. 2有48 (2300-25) 2捆58–磁267 体链，近圆小珠含有聚 硫体。标尺为 1 µm (b) 链捆的. 内部结构，标尺为 0.1 µm。
中国古代制备指南针的方法
直接浮在水面上； 置于指甲上； 置于碗的边缘上； 悬于绳子上。
.
汉（公元前206－公元220年）。盘17.8×17.4厘米,勺长11.5，口径4.2厘米。 司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方；中心圆面下凹；圆外盘 面分层次铸有10天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁勺是 用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止时， 因地磁作用，勺尾指向南方。
.
片；可连续播发2年的音乐。
永磁在汽车上的应用
雨刷马达 前洗刷泵
前灯门马达
窗户升降 风扇马达
太阳顶马达
CD马达
安全带马达
油泵马达
水泵马达 起动马达
功率操纵马达
.
速度传感器
位置调整马达
The World of Magnetic Sensors
Compassing
Global Position Systems
磁性物理 1
固体磁性基础
.
磁学是一门 研究物质磁性的学科
.
引言
磁学是一门即古老又年轻的学科。 磁学基础研究与应用的需求相互促进，在国防和国 民经济中起着重要作用。 磁学与其它学科交叉：信息、电气、交通、生物、 药物、天文、地质、能源、选矿等。 磁学运用到纳米学科-----纳米磁学，MEMS的发展 不可避免的会使用各种类型的磁性材料。
.
1. 中国古代的磁性
书名
➢ 管子 (～645BC)
➢ 鬼谷子 (～400BC)
➢ 吕氏春秋
(239BC) ➢ 韩非子
(3rd century BC) ➢ 论衡
(82/83 AD) (东汉) ➢ 武经总要
(1044 AD,南宋)
作者
管仲 鬼谷 吕不韦 韩非 王充 曾公亮
.
描述
慈(磁)石 磁石吸针
司南 司南勺 指南鱼：在地 磁场下热处理
1.中国古代的磁性
书名
➢ 梦溪笔谈 (1086 AD,南宋) ➢ 事林广记 (1100-1250AD,宋)
➢ 萍州可谈 (1119 AD,南宋)
作者
沈括 陈元靓
朱域
描述
指南针 通过摩擦磁石磁化 针置于尖锐的竹尖上 的a)木鱼，b)木龟上
航船夜观星星；日观 太阳；多云之日使用 指南针
参考文献: 李国栋, 中国磁学的历史 宋德生，李国栋，电磁. 学发展史
.
Lorke/CeNS
下一代磁硬盘的新材料
Z.B. Magnetic colloids
Spin coating
.
FePt 纳米颗粒
自组织
Fe70 Pt30
尺寸 高分辨透射电镜
6 nm
25 nm
10 Tb / inch2 !
43 3 % Fe 3.6 0.1 nm 48 2 % Fe 3.6 0.1 nm 58 3 % Fe 3.6 0.1 nm . 70 3 % Fe 2.6 0.1 nm
( 1986 年,AFM ) ➢ 1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现 Sagawa ➢ 1986年 高温超导体，Bednortz-muller ➢ 1988年 巨磁电阻GMR的发现, M.N.Baibich 2007诺
贝尔奖A.Fert和P.Grünberg ➢ 1994年 CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO3 ➢ 1995年 隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki
.
Development and branches .of magnetism
磁学基础研究与应用的需求相 互促进，在国防和国民经济中
起着重要作用。
磁学与其它学科交叉，如：信 息、电气、交通、生物、药物、
天文、地质、能源、选矿等
.
磁悬浮列车
.
计算机硬盘
磁记录介质
永磁马达
磁头硬磁驱动片ຫໍສະໝຸດ 1TB(1000GB)存储的文件可打印1亿令纸(500张为1令)，耗费5万多 棵树；可存储播发16天的DVD品质的影音文件；可存储100万张图
Vehicle Detection
Navigation Position Sensing
Rotational Displacement
Communication Products
.
Current Sensing
磁学运用到纳米学科 ----纳米磁学
.
纳米是多长？
10 nm 11011µ00mmµnµmmm
了磁畴结构 ➢ 1946年 Bioembergen发现NMR效应 ➢ 1948年 Neel建立亜铁磁理论 ➢ 1954-1957年 RKKY相互作用的建立
.
➢ 1958年 Mössbauer效应的发现 ➢ 1960年 非晶态物质的理论预言 ➢ 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 ➢ 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 ➢ 1982年 扫描隧道显微镜,Brining和Rohrer,