磁性物理学教学大纲组织修制定
《磁性物理学》课程.
发的竞争
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六、磁畴与技术磁化
一、退磁场 二、磁畴的形成 三、磁畴的覌察 四、技术磁化
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谢谢各位的聆听
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四、磁有序的基本相互作用
1、经典偶极子相互作用 2、交换相互作用 3、超交换相互作用 4、RKKY相互作用 5、双交换相互作用 6、库仑相互作用
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五、磁各向异性与磁致伸缩
一、磁各向异性 二、磁各向异性常数的测量方法 三、磁各向异性的机理 四、磁致伸缩 五、磁致伸缩的机理 六、磁致伸缩的测量方法 七、感生磁各向异性
一、序言 二、晶场中的原子磁矩 三、物质的各种磁性 四、磁有序的基本相互作用 五、磁各向异性与磁致伸缩 六、磁畴与技术磁化过程
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二、晶场中的原子磁矩
1、 原 子 的 磁 矩 2、晶场中的原 子 磁矩 3、轨道角动量 冻 结 4、高自旋态与 低 自旋态 5、 Jahn-Teller效 应
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三、物质的各种磁性
《磁性物理学》课程.
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参考书
1、《铁磁性物理》
近角聪信
2、《现代磁性材料原理和应用》 R.C.O’Handley( 奥汉德利 )源自3、《铁磁学》郭贻诚
4、《铁磁学》
戴道生，钟文定( 北京大学 )
考核方法 1、每一部分结束出3-5个练习题。(50％) 2、课程结束出考题。(50％)
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A、 磁 性 物 理 的 基 础
磁性物理学课程简介
纳米晶软磁材料 1986年 Grunberg 发现Fe/Cr/Fe 三明治结构中Cr适当厚度产生 反铁磁耦合。 1988年 Baibich、Fert等发现(Fe/Cr)多层膜的巨磁电阻效应。 1994年 Jin等在LaCaMnO3中发现了庞磁电阻（CMR）效应。 1995年 T.Miyazaki发现隧道磁电阻（TMR）效应 1993年 理论表明纳米级的软磁和硬磁颗粒复合将综合软磁 Ms 高，硬磁 Hc 高的优点获得磁能级比现有最好NdFeB高一倍的新型 纳米硬磁材料。
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据Web of Science检索（1975－2005）年间，共发表”Magnetic materials”论文3874篇， 分布如图，“Magnetism” 论文12813篇。
பைடு நூலகம்
各种磁效应示意图
磁性关联的众多边缘学科
（李书p6)
磁性物理教学计划
§1 磁学基础知识 （6学时）
§2 抗磁性和顺磁性 （6～8学时） §3 自发磁化理论 §4 磁疇结构 §5 技术磁化理论 §6 磁学专题 （12～16学时） （6～8学时） （8～12学时） （～8学时）
全球市场： 300亿美元
Global market for magnetic materials the total in 1999 was about 30b$.
20 世纪80～90年代磁学的重大发展
1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现 Sagawa(佐川) 20世纪80－90年代是磁性材料发展史上辉 1984年德国的 H.Gleiter 教授等合成了纳米晶体Pd, Fe等。 煌的一页： (3d-4f)稀土磁性材料；非晶，
《普通物理实验(电磁学)》实验教学大纲
《普通物理实验（电磁学）》实验教学大纲课程名称：普通物理实验（电磁学）课程类别：专业必修课适用专业：物理学所属实验室：电磁学实验室实验学时、学分：48学时 1.5 学分一、课程性质、教学目标物理学是一门实验性的科学。
物理学中的概念和规律都是从实验当中得到的。
普通物理实验课是对学生进行实验教育的入门课程，其教学目的在于使学生在学习物理实验基础知识的同时，受到严格的训练，掌握初步的实验能力，养成良好的实验习惯和严谨的科学作风。
课程教学目标如下：1．通过物理实验的教学，培养学生学习物理的兴趣；2．使学生在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能方面受到较系统的训练，从而使学生具有初步的科学实验能力；通过对实验现象的观察和分析，实验数据的测量和处理，从理论和实践的结合上加深对物理基本概念和规律的认识；3.培养学生实事求是的科学态度和严肃、认真、坚忍不拔的科学精神。
注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。
二、实验教学要求实验课虽然是在教师指导下的学习环节，但在实验课上学生的活动有较大的独立性，我们要求学生以研究者的态度去组装实验装置、连接电路，进行观测与分析，探讨最佳实验方案，从中积累经验、锻炼技巧和机智，为以后独立设计实验方案和解决新的实验课题创造条件。
三、对学生的指导和要求（一）既要指导学生安装、调整和操作实验仪器，又要指导学生设计实验电路和实验步骤、选取实验条件、分析实验现象、判断实验故障和审查实验数据。
要求每个学生都会进行实验操作。
（二）指导学生进行实验数据的处理，要求学生既能正确读出有效数字，又能给出测量结果的不确定度。
四、实验考核方式考查五、实验教学内容实验项目(一)：电磁学实验基础知识及常用仪器使用方法（4学时）（1）项目类别：必做R选做£（2）项目性质：演示性£验证性£设计性£综合性R（3）项目主要目的要求：理解电磁学实验基础知识和常用仪器、仪表的原理熟练掌握其使用方法。
初中物理磁学教学
初中物理磁学教学一、教学任务及对象1、教学任务本教学任务围绕初中物理磁学展开，旨在让学生掌握磁学基本概念、原理和应用。
教学内容包括磁性的产生、磁极、磁场、磁感线、磁化、磁体间的相互作用、电磁感应等。
通过本课程的学习，使学生能够理解磁现象的本质，掌握磁学相关知识与技能，激发学生对物理科学的兴趣，培养学生的科学思维和创新能力。
2、教学对象本教学对象为初中学生，他们已经具备了一定的物理知识和实验操作能力。
在此基础上，通过本课程的学习，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面得到全面提升。
考虑到学生的年龄特点和认知水平，教学过程中应注重激发兴趣、引导思考、鼓励实践，以促进学生全面发展。
二、教学目标1、知识与技能（1）掌握磁性的基本概念，理解磁体、磁极、磁场的定义；（2）了解磁感线的特点，学会用磁感线描述磁场；（3）掌握磁化现象，理解磁化过程中磁体内部磁畴的变化；（4）掌握磁体间的相互作用规律，理解同名磁极相斥、异名磁极相吸的原理；（5）了解电磁感应现象，理解法拉第电磁感应定律；（6）具备使用磁学仪器进行实验操作的能力，能够设计简单的磁学实验；（7）通过解决实际问题，运用磁学知识解释生活中的磁现象。
2、过程与方法（1）通过观察、实验、探究等实践活动，培养学生的科学思维和动手操作能力；（2）运用比较、分析、归纳等方法，帮助学生提炼磁学知识，形成知识体系；（3）采用问题驱动法、小组讨论法等教学方法，引导学生主动思考、合作探究；（4）培养学生解决问题的策略，提高学生运用磁学知识解决实际问题的能力；（5）通过课堂讲解、实验演示、课后作业等形式，巩固所学知识，提高学生的学习效果。
3、情感，态度与价值观（1）激发学生对磁学知识的兴趣，培养学生热爱科学、追求真理的精神；（2）通过学习磁学发展史，了解科学家们为探索磁学奥秘所付出的努力，培养学生的敬业精神和奉献精神；（3）培养学生勇于探索、敢于创新的精神，使学生认识到科学发展的无限可能；（4）培养学生合作学习的意识，提高学生的团队协作能力和沟通能力；（5）引导学生关注生活中的磁现象，培养学生将所学知识应用于生活的意识，增强学生的实践能力；（6）通过磁学知识的学习，使学生认识到科学技术对社会发展的作用，培养学生的社会责任感和使命感。
磁学试验-兰州大学物理系
磁学实验课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称: 磁学实验所属专业:凝聚态物理,磁学课程性质：专业课,必修学分：4（二）课程简介、目标与任务描述材料的磁特性参数有许多，内禀性质方面主要有饱和磁化强度(Ms)、居里温度(Tc)、磁晶各向异性常数(K)、磁致伸缩系数(λ)、电阻率（ρ）以及密度(d)等。
响应磁特性方面主要有磁导率（μ）、矫顽力（Hc）、剩磁(Br)、以及磁损耗（W）等。
根据铁磁学的教学内容和现有的实验条件，本课程针对磁性材料如下方面进行测试与分析：（1）磁畴结构的观测（2）各种磁性材料静态磁特性的测量（3）各种磁性材料的交流磁特性的测量（4）磁性材料的各种效应：磁电阻效应、磁滞伸缩、铁磁共振与各向异性等测量（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；先修课程《铁磁学》与《磁性测量》。
《磁学实验》是《铁磁学》与《磁性测量》对应的配套实验，它需要《铁磁学》与《磁性测量》相关的理论知识，才能在此基础上进行实验。
（四）教材与主要参考书。
教材: 自编《磁学实验》，吴东平编， 2015。
参考书：1、《铁磁学》上中下三册，戴道生、钟文定等编著科学出版社，2000。
2、《物性测量原理与测试分析方法》，李培森，兰州大学出版社，1994。
二、课程内容与安排实验一、磁畴的显示与测量实验目的1．借助透射偏光显微镜和一定的直流和脉冲偏磁场系统观察静止或运动的色彩美丽的磁泡畴。
2．通过观察石榴石单晶磁泡薄膜的条状迷宫畴或正常磁泡群，观察条畴和磁泡从收缩直至缩灭的磁化过程，测量磁泡薄膜的静态特性参数和动态特性参数，了解磁化过程的基本机理。
3．通过改变实验参数，确定出现辐射状畴，单枝花畴，多枝花畴等各畴状态的临界条件，理解微磁结构的出现是由铁磁体的能量所决定的，从而理解现实的稳定状态是能量极小的状态。
实验仪器：BH-1型磁畴显示和测量装置“BH-1型磁畴显示和测量装置”由氙灯光源，脉冲发生器，透射偏光显微镜和Helmholtz 线圈组，电脑和磁泡畴显示器，控制器，及石榴石单晶磁泡薄膜样品及样品架六个主要部分组成。
铁磁性物理教学设计
铁磁性物理教学设计1. 背景介绍铁磁性现象在物理学中占有极为重要的地位，是研究磁性现象的关键，也是现代技术中广泛应用的基础之一。
在物理学、材料学、电子学等领域都有着重要的地位。
因此，针对铁磁性物理现象的教学设计显得尤为重要。
2. 教学目标通过该课程的讲解，使学生默示铁磁性现象的本质，并学会应用铁磁性物理相关理论和实验技术解决实际问题。
具体而言，其主要教学目标如下：1.认识铁磁性物质的基本性质及其内在机制；2.掌握铁磁性物质的磁学特性及其测量方法；3.理解铁磁性物质与电磁场的相互作用；4.学会利用铁磁性物质来实现电磁场的能量转换和控制。
3. 教学重点1.铁磁性物质的基本性质和磁学特性的掌握；2.铁磁性物质与电磁场相互作用的理解；3.利用铁磁性物质实现电磁场的能量转换和控制的能力。
4. 教学内容设计4.1 铁磁性物质的基本性质1.铁磁性物质与常磁性物质、反磁性物质的区别；2.铁磁性物质的晶格结构，和微观磁学模型；3.铁磁性物质在磁场中的磁矩极化和磁化曲线。
4.2 铁磁性物质的磁学特性1.磁化强度的定义和测量；2.磁导率、磁阻和磁能的关系；3.铁磁性物质的磁滞回线特性和饱和磁化强度。
4.3 铁磁性物质与电磁场的相互作用1.磁场与磁感应强度的关系；2.磁化电流和磁场的相互作用；3.磁性材料的电磁传动和能量转换。
4.4 铁磁性物质在实践中的应用1.铁磁性物质在电机、变压器、电感器、磁盘等电子元器件中的应用；2.铁磁性材料在磁医学、磁记录等领域中的应用。
5. 教学方法1.课堂讲授和互动，拓展学生知识广度和深度；2.数学计算演示，加深学生理解；3.磁性试验演示，开拓学生视野；4.课程小组磁性项目设计，锻炼学生的动手能力和团队合作精神。
6. 教学评估1.课堂参与度、讨论和问题解答能力；2.课程小组项目演示；3.课后作业完成情况；4.阶段性考试。
7. 参考文献1.《固体物理》，陈家骏；2.《磁性材料》，姜锋等著；3.《磁学》，许谋久等著。
“磁性物理”课程体系构建与实践探索
“磁性物理”课程体系构建与实践探索磁性物理”是物理学中的一个重要分支，它研究物质的磁性及其相关现象。
随着科学技术的不断发展，磁性物理在材料科学、电子信息、生物医学等领域中都有着广泛的应用。
“磁性物理”课程的体系构建及实践探索显得尤为重要。
一、课程体系构建1. 课程目标磁性物理课程的目标是使学生掌握磁性物质的基本概念与基本原理，了解磁性物质的性质与特点，掌握磁性物质的应用前景及其在科学研究和工程中的重要性。
2. 课程内容（1）磁性物质的基本概念与基本原理磁性物质的基本概念包括磁性、铁磁性、反铁磁性、顺磁性和抗磁性等；磁性物质的基本原理包括磁跃移、自发磁化、顺磁性质和铁磁性质等。
（2）磁性物质的性质与特点磁性物质的性质包括磁化曲线、磁化强度、磁化率、磁导率等；磁性物质的特点包括磁性的来源、磁性能的分类、磁性的测量方法等。
（3）磁性物质的应用前景及其在科学研究和工程中的重要性磁性物质在电子信息、生物医学、磁记录、磁传感器、磁医学及磁控制等领域有着广泛的应用前景，对科学研究和工程技术有着重要的意义。
3. 教学方法通过理论讲授、实验操作、案例分析、科研讨论等多种教学方法，引导学生主动思考、探索问题，培养学生的专业素养和实践能力。
4. 教学手段利用多媒体教学、实验仪器展示、科研成果展示等教学手段，增强学生对课程内容的理解和掌握，提高课程的教学效果。
5. 实践环节设置实验探究、科研讨论、学科竞赛等实践环节，培养学生动手能力、创新能力和团队合作精神。
二、实践探索通过对磁性物理课程的内容、教学方法、教学手段和实践环节进行改革，提高课程的针对性、灵活性和实用性，使课程更加贴近实际应用需求。
2. 教学资源共享建立教学资源共享平台，促进教师之间的教学资源共享和教学经验交流，提高教学质量和效益。
3. 创新实践鼓励学生参与科研项目、学科竞赛等创新实践活动，培养学生的创新意识和创新能力，提高学生的综合素质和竞争力。
4. 职业指导加强对学生的职业规划和职业指导，帮助学生了解磁性物理领域的最新发展动态和就业前景，引导学生树立正确的就业观念和职业目标。
《磁性材料》课程教学大纲
磁性材料Magnetic Materials一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分：2学分课程总学时：32学时，其中讲课：32学时，实验（含上机）：0学时，课外0学时课程性质：选修开课学期：第7学期先修课程：材料结构与物性、材料科学基础适用专业：材料物理、材料学教材：严密，《磁学基础与磁性材料》，浙江大学出版社，2006年。
开课单位：物理与光电工程学院材料物理系二、课程性质、教学目标和任务本课程是我系本科学生一门必修专业主干课。
主要从电子结构及晶体结构两个层次探讨磁学基础理论和磁性材料的制备、性能和检测。
第一部分阐述磁学和材料磁性的基础理论和主要概念，包括原子磁矩和各种磁性、磁性材料中的基本现象、磁畴结构、技术磁化和动态磁化理论等。
第二部分阐述主要门类的磁性材料，包括软磁材料、永磁材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁致伸缩材料和磁性液体等，既有已广泛应用的材料，也有已成为科学研究的热点、有望在将来获得重要应用的磁性材料。
通过对本课的学习，使学生获得大纲所规定的基本概念，基本理论，基本知识，培养学生解决实际材料问题的能力以及怎样从事磁性材料研制、生产和应用等方法。
三、教学内容和要求第1章磁学基础知识（4学时）1.1静磁现象（2学时）（1）了解静磁现象定义；（2）理解磁矩、磁化强度M、磁场强度H和磁感应强度B、磁化率和磁导率、退磁场、静磁能的基本概念；（3）掌握静磁现象的原理；重点：对静磁现象有基本的认识。
难点：理解静磁现象的原理。
1.2材料的磁化（1学时）（1）了解磁性材料对外磁场的响应特性；（2）理解磁化曲线和磁滞回线的定义；（3）掌握磁化曲线和磁滞回线的影响因素；重点：了解磁化曲线和磁滞回线的定义；1.3磁性和磁性材料的分类（1学时）（1）了解物质磁性和各种磁性材料的分类；（2）理解常见磁性材料的磁性能；（3）掌握磁性材料的应用领域和特点；重点：理解常见磁性材料的磁性能。
第2章物质的磁性（4学时）2.1原子磁矩（1学时）（1）了解原子磁矩的来源；（2）理解原子核外电子的排布规律；（3）掌握电子轨道磁矩、电子自旋磁矩和原子磁矩的原理；重点：理解原子核外电子的排布规律。
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《磁性物理学》教学大纲
Magnetism in Physics
课程代码： M102105
总学时：（理论+实验）56+12 学分： 4 课程性质：专业方向课课程类别：必
修
先修课程：普通物理、理论物理、固体物理面向专业：应
用物理学
开课学科：凝聚态物理学开课二级学院：理
学院
执笔：崔玉建审校：焦
志伟
一、课程的地位与任务
本课程是应用物理专业的专业方向基础课。
主要介绍磁现象和规律、磁性起
源及自发磁化理论、铁磁体内的能量、磁畴和技术磁化、铁磁物质在交变场作用
下的磁化特性、各种磁物理效应和磁性材料的应用。
以此作为学习其它专业方向
课的基础。
二、课程主要内容与基本要求
第一章
1、熟练掌握各基本磁学量的物理概念及其相互关系；理解磁化曲线和磁滞回
线。
2、掌握磁体中静磁能的概念，理解退磁场的概念，理解简单几何形状磁体退
磁因子的计算方法；会进行磁滞回线的退磁修正。
3、了解磁路的简单概念。
实践环节：了解磁场、磁感应强度的测量方法。
第二章
1、理解洪特定则，会计算原子或离子的磁矩。
2、了解轨道角动量淬灭的条件。
3、了解晶体的能带理论对金属磁矩的解释。
第三章
1、掌握顺磁物质的基本物理特性，理解朗之万的经典和量子理论顺磁性理论；
2、掌握铁磁物质的基本物理特性，理解奈尔的铁磁学理论，理解居里温度与分子场系数的关系；理解海森堡铁磁学理论的基本概念；分子场系数、居里温度与交换积分常数的关系；物质出现铁磁与反铁磁的条件。
了解贝斯统计理论和自旋波理论。
3、掌握反铁磁性和亚铁磁性的基本物理特性；理解分子场理论对反铁磁和亚铁磁性的唯象理论处理；理解超交换作用的基本概念。
4、掌握铁氧体的结构、磁矩和磁特性。
实践环节：了解铁氧体的制备方法和磁性的测量方法。
第四章
1、掌握常见的磁性材料的磁晶各向异性，掌握单轴晶体和立方晶体的各向异性能的计算；了解磁晶各向异性场的概念；了解产生磁晶各向异性的机理；了解磁性材料的其它几种各向异性；了解磁晶各向异性性能的测量方法。
2、掌握磁致伸缩的基本概念；掌握立方晶体的磁致伸缩公式；了解单轴晶体的磁致伸缩的公式；了解磁致伸缩的物理根源。
3、掌握磁弹性能的物理概念及几种简单情况下的计算方法；理解磁弹性能的物理意义。
第五章
1、理解铁磁体中的退磁能是形成磁畴的原动力；对磁畴、畴壁有清晰的物理概念。
2、理解畴壁形成原理，壁内原子磁矩取向规律以及畴壁的厚度和能量的简单计算。
3、了解各种类型的磁畴结构，掌握运用平衡条件求解磁畴结构的方法。
4、了解微粒、薄膜磁体的磁畴结构及其应用。
实践环节：磁畴的观察
第六章
1、理解磁化、反磁化过程，理解畴壁位移起始磁导率，转动磁化起始磁
导率和矫顽力的计算。
2、理解不可逆磁化过程的分析和反磁化过程的计算。
第七章
1、了解铁磁物质在交流磁场作用下的动态特性，掌握各种损耗的计算方法。
2、了解畴壁的动态方程和畴壁的自然共振，掌握，随频率ｆ变化的关系曲线。
第八章
1、掌握软磁铁氧体磁性材料的制备方法和测量方法。
2、掌握永磁铁氧体磁性材料的制备方法和测量方法。
实践环节：磁性材料的制备方法和测量。
第九章
1、了解铁磁体中磁阻效应、磁热效应、霍尔效应、磁光效应及其起源；
2、理解解磁性材料的使用范围和基本特点。
实践环节：了解磁阻效应、磁热效应、霍尔效应、磁光效应。
本课程要求完成课外习题20－30道。
三、课程教学学时安排
四、考核方法及成绩评定
1、考核类别：考试
2、考核形式：闭卷
3、成绩评定：百分制，平时成绩20％，期末考试成绩80％
五、推荐教材
《铁磁性物理》近用聪信（日）着，葛世慧译，兰州大学出版社；2002年7月。
《磁学基础与磁性材料》，严密，彭晓领编着，浙江大学出版社，2006年4月。
六、主要参考书
1、Modern Magnetic Materials Principles and Applications，Robert C, O’handley, by John wiley＆Sons, Inc. 2000。
2、《磁性物理学》，宛德福编，电子工业出版社，1994年11月
3、《铁磁学》，北京大学物理系铁磁学编写组，1976年3月。