42磁讲义铁有磁性
CH1-4-铁磁(1)-经典
（1）
并假设“分子场”与磁化强度成正比
H M M
（2）
唯象: 并不知来源与具体形式
Mean field
Notes:
* Weiss理论并没有给出“分子场”的来源及具体表达式 —唯象理论 *量子力学建立之后，Heisenberg用电子间的交换作用 说明了分子场的微观本质，并得到其表达式
— 下一节内容
美国第一任物理学会会长 亨利· 奥古斯特· 罗兰 （ 1883年8月15日在美国国家科学促进会的讲话) (摘自金晓峰报告) “…… 美国科学只存在未来，并没有今天和过去。在 我这个位置上的人应该思考的问题是：我们必须做 什么才能够创造出美国的物理学；而不是把电报、 电灯及其它令人方便的产品称之为“科学”。我并 不是低估这些时尚产品的价值，整个世界的进步需 要依靠它们；成功发明这些高技术产品的人应该受 到世界的尊重。但是，虽然一位厨师发明了餐桌上 的一道美味佳肴，使世人享受到口福，但是我们不 会尊称他为“化学家”。……”
M 0 是最大磁化强度，是所有元磁矩沿同一方向排列的情形
（6)式成为
M ( x) M 0 B( x)
（ 8）
从（6）式可见 铁磁体的磁化率 0 M / H 0
很难求 ?!
(
H0
包含 在 BS ( x)中 )
3). 磁化强度的数值解
由
gs B S k BT x H eff H eff H 0 M x k BT g s B S 1 k BT M x H0 gs B S
利用上述解析式和数值解原则上可以解释几乎所有实验结果
TC W
T
H 0 Const.(or 0) : M (T ) (T ) T Const.(or 0) : M ( H ) ( H )
4.2磁铁有磁性lzy
4.2 磁铁有磁性
一、教学目标
科学概念：1、磁铁能吸引铁制的物体，这种性质叫磁性。
2、磁铁隔着一些物体也能吸铁。
过程与方法：1、用实验方法研究磁铁能吸引什么不能吸引什么。
2、用磁铁识别物体是不是铁材料做的。
3、根据材料设计实验，研究磁铁隔着水能不能吸铁。
情感态度价值观：认同认真实验，获取证据，用证据来检验推测的重要性。
二、教学重点
通过实验，认识到磁铁具有吸引铁制品的性质。
三、教学难点
知道并理解用磁铁可以辨别出不易辨别的铁制品。
四、教学准备
1、教师用的材料：
2、为小组准备的第一份材料：磁铁、铝片、铁片、回形针、铁钉、小钢珠、
塑料片、薄木片、纸、铜线、铅笔、橡皮为小组准备的第二份材料：磁铁、6种硬币
为小组准备的第三份材料：磁铁、回形针、纸、布、塑料片、铝片、橡
皮胶、薄木片、作业本（自备）。
磁铁有磁性《磁铁隔着物体能吸铁》课件
避免磁铁靠近电脑硬盘
电脑硬盘中的数据存储在磁性介质上，如果靠近磁铁，可能会导致数据丢失或破坏。因此，使用磁铁时应远离电 脑硬盘等带有磁性介质的设备。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
避免磁铁相互吸附
磁铁之间会相互吸附，如果两块磁铁 吸附在一起，可能导致手指或其他部 位被夹伤。因此，使用磁铁时应谨慎 存放，避免相互吸附。
避免磁铁靠近电子设备
磁铁的磁场会对电子设备产生干扰， 影响设备的正常运行。因此，使用磁 铁时应远离电子设备，如手机、电视 等。
避免磁铁靠近电子设备
避免磁铁靠近银行卡
02
03பைடு நூலகம்
工业应用
磁铁在工业中有着广泛的 应用，如制造电机、发电 机、传感器和磁力分离器 等。
日常生活
在日常生活中，我们也可 以看到许多磁铁的应用， 如扬声器、耳机、冰箱门 封和玩具等。
科学研究
在科学研究中，磁铁也扮 演着重要的角色，如磁场 测量、磁共振成像和粒子 加速器等。
PART 02
磁铁的磁性原理
不同材质的物体对磁铁吸引力的影响不同。纸片、布片和 塑料片对磁铁的吸引力较弱，而铝箔对磁铁的吸引力较强 。
讨论
本实验通过视察不同材质对磁铁吸引力的影响，验证了磁 铁隔着物体能吸铁的原理。实验结果有助于学生更好地理 解磁场的性质和作用方式。
PART 04
磁铁在生活中的应用
磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种利用磁铁的磁性实 现悬浮和导向的交通工具，它通过强 大的磁场将列车与轨道之间进行排挤 ，使列车在无接触状态下高速运行。
铁磁性基础知识
铁磁性基础知识铁磁性基础知识2010-12-26 10：06铁磁性Ferromagnetism铁、钴、镍及一些稀土元素存在独特的磁性现象称为铁磁性，这个名称的由来是因为铁是具有铁磁性物质中最常见也是最典型的。
钐(Samarium)，钕(neodymium)与钴的合金常被用来制造强磁铁。
铁磁性材料存在长程序，即磁畴内每个原子的未配对电子自旋倾向于平行排列。
因此，在磁畴内磁性是非常强的，但材料整体可能并不体现出强磁性，因为不同磁畴的磁性取向可能是随机排列的。
如果我们外加一个微小磁场，比如螺线管的磁场会使本来随机排列的磁畴取向一致，这时我们说材料被磁化。
材料被磁化后，将得到很强的磁场，这就是电磁铁的物理原理。
剩磁：当外加磁场去掉后，材料仍会剩余一些磁场，或者说材料"记忆"了它们被磁化的历史。
这种现象叫作剩磁，所谓永磁体就是被磁化后，剩磁很大。
居里温度(Curie temperature)：当温度很高时，由于无规则热运动的增强，磁性会消失，这个临界温度叫居里温度。
磁致伸缩(magnetostriction)：如果我们考察铁磁材料在外加磁场下的机械响应，会发现在外加磁场方向，材料的长度会发生微小的改变，这种性质叫作磁致伸缩。
产生铁磁性条件：铁磁质的自发磁化：铁磁现象虽然发现很早，然而这些现象的本质原因和规律，还是在本世纪初才开始认识的。
1907年法国科学家外斯系统地提出了铁磁性假说，其主要内容有：铁磁物质内部存在很强的"分子场"，在"分子场"的作用下，原子磁矩趋于同向平行排列，即自发磁化至饱和，称为自发磁化；铁磁体自发磁化分成若干个小区域(这种自发磁化至饱和的小区域称为磁畴)，由于各个区域(磁畴)的磁化方向各不相同，其磁性彼此相互抵消，所以大块铁磁体对外不显示磁性。
外斯的假说取得了很大成功，实验证明了它的正确性，并在此基础上发展了现代的铁磁性理论。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线试验讲义铁磁材料按特性分硬磁
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验讲义铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性，也是设计选用材料的重要依据。
一：实验目的：1．．．认识铁磁材料的磁化规律，比较两种典型铁磁物质的动态磁特性。
2．．．测定样品的基本磁化特性曲线(B m-H m曲线)，并作μ—H曲线。
3．．．测绘样品在给定条件下的磁滞回线，以及相关的H c，B r，B m，和[H B ]等参数。
二：实验原理：铁磁物质是一种性能特异，在现代科技和国防上用途广泛的材料。
铁，钴，镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，磁导率μ 很高。
另一特性是磁滞，即磁场作用停止后，铁磁材料仍保留磁化状态。
图一为铁磁物质的磁感应强度Β与磁场强度HH图一铁磁物质的起始磁化曲线和磁滞回线图中的原点。
表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B=H=O 。
当外磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如线段落0a所示；继之B随H迅速增长，如ab段所示；其后，B的增长又趋缓慢；当H值增至Hs 时，B 的值达到Bs ，在S点的B s和H s，通常又称本次磁滞回线的B m和H m。
曲线oabs段称为起始磁化曲线。
当磁场从H s逐渐减少至零时，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到o点，而是沿一条新的曲线sr下降，比较线段os和sr，我们看到：H减小，B也相应减小，但B的变化滞后于H的变化，这个现象称为磁滞，磁滞的明显特征就是当H=0时，B不为0，而保留剩磁B r。
当磁场反向从o逐渐变为-H c时，磁感应强度B=O，这就说明要想消除剩磁，必须施加反向磁场，H c称为矫顽力。
它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段rc称为退磁曲线。
图一还表明，当外磁场按H s →0→-H c→-H s→0 → H c→ H s次序变化时，相应的磁感应强度则按闭合曲线srcs’r’c’s变化时，这闭合曲线称为磁滞回线。
铁磁学1.2PPT课件
C
4. 在居里温度附近出现比热等性质的反常。
T Tp
5. 磁化强度M和磁场H之间不是单值函数，存在磁滞效应。
构成这类物质的原子也有一定的磁矩，但宏观表现却完
全不同于顺磁性，解释铁磁性的成因已成为对人类智力的最
大挑战，虽然经过近100年的努力已经有了比较成功的理论， 但仍有很多问题有待后人去解决。
的原子磁矩在外磁场中的取向产生了顺磁性。此外，传导电
子也具有一定的顺磁性。
7
顺磁性物质也很多，常见的顺磁性物质： 过渡族元素、稀土元素和锕系元素金属：Mn,Cr,W,La,Nd, Pt,Pa, 含有以上元素的化合物：MnSO4,FeCl3,FeSO4,Gd2O3, 碱金属和碱土金属：Li,Na,K,Ru,Cs,Mg,Ca,Sr,Ba 包含有奇数个电子的原子或分子： HCl,NO,有机化合物中的自由基 少数含有偶数个电子的化合物： O2,有机物中的双自由基等
8
3. 铁磁性（Ferromagnetism) ：
这是人类最早发现并利用的强磁性，它的主要特征是：
1. 0 磁化率数值很大。 100 105
2. 磁化率数值是温度和磁场的函数；
3. 存在磁性转变的特征温度——居里温度，温度低于居里温
度时呈铁磁性，高于居里温度时表现为顺磁性，其磁化率
温度关系服从居里-外斯定律。
FeO, MnO, NiO, CoO, Cr2O3, FeCl2, FeF2, MnF2, FeS, MnS
右图是1938 年测到的MnO 磁化率温度曲线，它是被 发现的第一个反铁磁物质， 转变温度 122K。
14
该表取自Kittel 书2005中文版p236，从中看出反铁磁物质的 转变温度一般都很低，只能在低温下才观察到反铁磁性。
钕铁硼永磁材料基本知识讲义
钕铁硼永磁材料基本知识讲义一、稀土元素二、磁性材料三、钕铁硼的运用领域四、钕铁硼的发展五、钕铁硼材料的基本特性及其显微组织结构六、钕铁硼的制造工艺和设备原理七、钕铁硼生产销售中碰见的一些问题罗列八、烧结钕铁硼永磁材料室温（20℃～25℃）下的磁性能表一、稀土元素1、稀土元素有17种，分别表示如下：钪（Sc）钇（Y）镧（Ca）铈（Ce）镨（Pr）钕（Nd）钷（Pm）钐（Sm）铕（Eu）钆（Gd）铽（Tb）镝（Dy）钬（Ho）铒（Er）铥（Tm）镱（Yb）镥（Lu）在钕铁硼产品中常用的稀土金属有钕、镨、镝、铽、钆、钬2、稀土金属是活泼金属稀土金属的化学活泼性处于碱金属（锂、钠）和碱土金属（镁、钙）之间，在一定的条件下（钠很活泼只能保存在煤油中）会产生下列反应，并产生大量的热量，热量的提供进一步促进反应的进行，如：2Nd + 3O2 2Nd2U3+Q2Nd +6H2O 2Nd(OH)3 +3H2+QNd2O3+3H2O 2Nd(OH)3 +Q从上述方程式可以看出在生产钕铁硼时要进行防氧化、防受潮,其中防受潮很关键,在潮湿天和下雨天各车间应充分注意防受潮。
3、稀土金属的分布据资料统计，中国的内蒙、江西、浙江、广东、福建、广西、湖南等地都发现了稀土。
由于存在的状态不同，内蒙的包头稀土是氟碳铈镧矿形式存在而且是以轻稀土为主（钕前面的稀土），而江西等是离子型矿形式存在以中重稀土为主。
世界的稀土大部分在中国，中国约占了世界稀土的80%，而中国的80%在内蒙的包头。
世界上美国、俄罗斯、澳大利亚、越南等国家都发现了稀土。
二、磁性材料主要运用的磁性材料有铁氧体、铝镍钴、钐钴和钕铁硼。
钐钴和钕铁硼合称稀土永磁材料。
目前世界上应用最多的还是铁氧体，产品廉价，其次是钕铁硼；铝镍钴和钐钴的温度稳定性比钕铁硼好，因此在一些指针式仪表、军用品和高档消费品中还离不开铝镍钴和钐钴材料。
铁氧体的居里温度为465℃，钕铁硼的居里温度为310℃，铝镍钴的居里温度为800℃，钐钴的居里温度在700——800℃之间，因此钕铁硼的温度稳定性最差，但性能最高，被称为“磁王”，目前磁性材料的生产有烧结和粘结两种工艺，粘结由于加了粘合剂磁性能不会高，但产品精度较高。
42 磁铁有磁性
靠近我,不然就不能正常工作了。”这下,小手表
明白了:不是所有东西都可以跟磁铁做朋友的。
判断题——
（ √ ）1.做实验可以帮助我们获得确切的证据。 （ √ ）2.检测能被磁铁吸引的物体的实验中，检测的 物体越多，结果越可靠。 （
√ ）3.辨认铁制品，使用磁铁检测比用眼睛更可靠。
（×）4.磁铁能吸引金属铜和铝。
选择题——
1.磁铁能吸引（ B ）一类材料做的物体。 A.陶瓷 B.铁 C.塑料
2.下列物品中，不能被磁铁吸引的是（ B ）。 A.铁钉 B.铜钥匙 C.一元硬币
铝
铜 锌 不锈钢（含铁） 不锈钢（含铁）
5角硬币 钢芯，外面镀黄铜（含铁）
√ √ √
概念：磁铁能吸引铁的性质叫
磁性。
能被磁铁吸引的物体 肯定含有铁吗？
不一定。磁铁除了能吸铁，还能吸 镍（niè）、钴（gǔ）等物质。所 以，能被磁铁吸引的物体肯定含有 铁、镍、钴等物质中的一种或几种。
辨认铁制物品，用什么方法更可靠些呢？
实验
哪些物体可以被磁铁吸引？
预测 检验结 果 物体
木片
物体
回形针
预测 检验结果
√ √
玻璃珠
铁钉
纸片
橡胶
铝条
铜条
螺母
1角硬币
√ √ √
塑料条
5角硬币
所有的金属物品都可以被磁铁吸引吗？
你发现了什么？
物体 回形针 铁钉
我们发现：磁铁能吸 引含有铁的物体。
能否被磁铁吸引 铁 铁
主要材料
√ √
铝条
铜条 锌粒 螺母 1角硬币
1角硬币
5角硬币
实验操作
1.先预测，再做实验进行检测。
预测
《42 磁铁的磁性》教学设计
《42 磁铁的磁性》教学设计
《4.2 磁铁的磁性》教学设计一、教学目标：
科学知识：知道磁极间同极相斥、异极相吸、磁铁有指示南北方向的性质；能准确使用磁性、磁极、磁化、磁极间的相互作用－同极相斥、异极相吸、指示南北方向等词汇来表述。
科学探究：提出磁铁两极相互作用的问题，积极参与研究磁铁两极的实验活动，认真观察，如实记录，根据研究的目的设计、操作实验，在实验过程中积极动脑动口。
与同伴协作完成磁铁两极相互作用的实验。
情感态度价值观：进一步关注磁铁在生活中的广泛应用，能意识到科学技术对人类生活的影响。
二、教学重点：
探究磁极间的相互作用
三、教学难点：
做一辆磁力小车，理解磁悬浮
四教学过程：
（一）、情境导入
1．出示两块条形磁铁：我们知道磁铁可以吸引铁一类材料做的物体，那么两块磁铁碰到一起会发生什么现象呢？
2．学生进行猜测。
3．真是这样吗？我们就来研究一下这个问题。
（二）、探究磁铁两极的相互作用
1．大家准备怎么研究？
2．讨论交流：
（1）两块磁铁接近的方式有几种？
（2）试一次能不能说明它一定是吸引或排斥的？（强调要多次重复实验）（3）共同设计好实验记录表。
3．分组实验。
4．交流分析：
（1）出示表格汇报实验结果。
铁磁性
当晶体内存在空泡、搀杂、内应力、晶粒边界以及合金 中的成分起伏等因素的作用时，磁畴结构变得非常复杂。
杂质、气泡等的影响
S
N
S
N
S
N
（b）畴壁在杂质附近
（a）畴壁在杂质中心
看出：畴壁在杂质中心时，退磁场能减小很多，同时畴壁面 积减小，畴壁能降低。因此畴壁位于杂质中心时为最稳定状 态，畴壁位移需要外磁场做功。
M
S 铁磁体 Hd M H N
退磁场的表达式为：
（CGS高斯单位制） （SI国际单位制） 负号表示退磁场的方向与磁化强度的方向相反。 退磁因子的大小与铁磁体的形状有关，N越大，退磁场强度 越强，于是试样需在更强的外磁场作用下才能达到饱和。只 有具有高对称性的简单体可以求出N的大小：
球状 板状 棒状
反磁化过程 磁中性 磁化过程 磁饱和 d
Ms Mr
a b f Hs H
－ Hc c
e
－Ms 磁滞回线示意图
磁滞损耗：铁磁体的状态经过一周的变化又回到初态，外界对 铁磁体做的正功（磁滞回线所包围的面积），是消耗在介质中 的能量，即不可逆地转化为其它形式的能量，如热能，这种损 耗叫磁滞损耗。 二、铁磁性材料特性 1、磁晶各向异性 在测量单晶铁磁性样品时发现 沿不同晶向的磁化曲线不同。 其中有一个方向的磁化曲线最 高，即最容易磁化。 在单晶体的不同晶向上，磁 性能不同的性质，称为磁性的各 向异性。
E CX A cos
海森交换积分 A﹥0，相邻原子磁矩将同向平行排列，从而实现自发磁化。
只有当Rab/r﹥3时，A才有可能为正。
铁磁性产生需要两个条件：
① 原子内部要有未填满的电子壳层 —— 原子本征磁矩不为零；
② Rab/r﹥3，使A为正 —— 要有一定的晶体结构。
- 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)。
磁铁能吸引哪些物体?
物
回 形 针
木铜 头片
铝铁 片钉
橡 皮
玻 璃 珠
纸 片
乒 乓 球
பைடு நூலகம்
泡 沫 板
铁 ……
珠
体
猜 测
实 验
结 果
我
们 发
磁铁能吸引 铁
一类的物体，这种性质叫 磁性
。
现
能被磁铁吸引的物体 不能能被磁铁吸引的物体
物体名称
回形针 铁钉 小钢珠 刀片 弹簧 ……
➢磁铁的吸引力可以不接触铁的物体而起作用； ➢磁铁隔着薄的物体能吸铁，
隔着太厚的物体就不能吸了； ➢磁铁的磁力大小与距离有关系，
离得近磁性强，离得远磁性弱；
感谢聆听！
精品
42磁铁有磁性
回形针（铁） 铁钉
铜线 玻璃珠
木片
卡纸
牛筋
塑料片
棉线
铝片
笔头
磁铁能吸引哪些物体?
回 木铜 铝铁
物
形 针
头片
片钉
体
橡 皮
玻 璃
纸 片
珠
乒 乓 球
泡 沫 板
铁 珠
……
猜 测
实 验
结 果
我
们 发
磁铁能吸引
一类的物体，这种性质叫
。
现
实验时，用磁铁一个一个去检测每一 种材料，及时做好实验记录。
科学家大量实验证明，
磁铁还能吸引钴gǔ 和镍niè
磁铁只能吸引 铁吗？
niè
gǔ
镍
钴
思考：
磁铁隔着纸、布、薄木片、塑料片等一 些物体去吸铁，你们有什么发现？
磁铁隔着物体去吸铁的实验记录
隔开铁和磁铁的物体 纸 布
薄木片 塑料片
观察到的现象
磁铁隔着纸能吸铁 磁铁隔着布能吸铁 磁铁隔着布能吸铁 磁铁隔着布能吸铁
硬币们为了谁是“铁家族”成员吵 得不可开交,请审判官为他们裁决吧！
钢芯（主要成分是铁）镀镍 钢芯（主要成分是铁）镀黄铜 不锈钢（主要成分是铁） 铜锌合金
铝
明察秋毫辨一辨：
王强的爸爸有事出去了,这时,一 位叔叔提了一袋物品来卖,他说那些 都是铁制品,王强这下可傻眼了,该 怎么来区分铁制品和非铁制品呢?请 你们帮他想一个好办法吧。
共同特点
是铁材 料制作 的
物体名称
铜片 小石块 玻璃珠 铝片 纸片 木块 橡皮擦 ……
共同特点
不是铁 材料制 作的
由此可推知：磁铁可以吸引铁材料做成的物品。
我们把磁铁能吸引铁一类材料
做成的物体的性质叫磁性。
科学解决问题的方法是 ＿B＿C＿A＿
A、确认或者修正原先的想法 B、预测 C、实验检验
火眼金睛判一判：