铁磁学PPT课件-局域电子磁性
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最新我们知道的磁铁ppt精品课件教学讲义PPT
宫外孕最常发生的部位是：C A．输卵管峡部 B．输卵管伞部 C．输卵管壶腹部 D．卵巢 E．腹腔
体育锻炼的生理功能
A 促进骨骼肌肉生长发育 B 增强呼吸功能 C 增强心血管功能 D 改善和提高神经系统的功能 E 促进消化和代谢
答案 ABCDE
运动损伤的处理原则错的是
A 马上请围观群众把伤者抬到安全地点 B 不要随便处理伤口 C 不要随便按摩或热敷伤口 D 发生损伤后及时送医院救治
胎儿孕16周后可从外生殖器分辨胎儿性别， 孕妇感觉胎动。（√）
妊娠反应常在妊娠早期即停经40天左右出 现，12周减轻或消失。（√）
多选题 痛经的预防方法是：ABCD A避免过分紧张、焦虑、疲劳 B经常保持愉快的心情 C注意保暖，避免寒冷刺激 D加强体育锻炼，增强体质 E提前服用止痛药
A任何人所具有的性权利都不得侵犯或损害他人的 性权利
B性权利是平等的，必须尊重对方，任何人没有特 权，不得强迫别人发生性行为
C不得出于盈利目的与他人进行性行为 D不得在公共场所进行性行为 E受传统社会习俗的约束和调整
5、性道德的要求有：（ABCDE）
A性活动必须限制在法律、法规允许范围内； B性是人类自然的本性，是人生理、心理需要，如道德没
单选题 遗传性疾病指的是：D A人类亲代生殖细胞的卵子发生改变 B人类亲代生殖细胞的精子发生改变 C人类生殖细胞的遗传物质发生改变 D以上全对 E以上全错
妊娠时间的计算方法：B
A.末次月经的最后一天为基数，月份加9或减3，日期加7 B.末次月经的第一天为基数，月份加9或减3，日期加7 C.末次月经的第一天为基数，月份加7或减3，日期加9 D.末次月经的最后一天为基数，月份加7或减3，日期加9 E.末次月经的第一天为基数，月份加8或减3，日期加6
第25讲8-4铁磁性分子场理论课件
Eex=-2ASa·Sb
这里A是交换积分。根据能量最小值原理 的要求，当交换积分A为正时，相邻原子自旋 磁矩要同向平行排列，从而实现磁矩自发平 行排列，这就是磁畴中原子磁矩要平行排列 的起因
综上所述，原子磁矩不为零，同时交换积分常 数A>0是物质具有铁磁性的必要与充分条件。
斯莱持(Slater)总结出交换积分常数A和a-2r的 关系。这里a是相邻原子间距, r是未填满电子 的电子层轨道半径。
磁晶各向异性能Ek定义为饱和磁化强度矢 量在铁磁体中取不同方向而改变的能量。很明 显，磁晶各向异性能是磁化强度方向的函数。
图8.13 Fe单晶在不同晶轴方向的磁化曲线
对立方晶体，α1，α2，α3分别是磁化强 度与三个晶轴的方向余弦，将它按泰勒级数展 开，并用晶体的对称性和三角函数的关系式演 算，可得：
当a-2r>1时，A>0，为铁磁性。但a也不能过大。 若a太大，3d电子云不重叠，交换作用很弱，为 顺磁性。若a过小，就会使得从而使得A<0，导 致反铁磁性。
金属的交换积分常数A和a-2r的关系
直接交换作用最大的贡献是揭示了分子场 的本质来源于电子间的静电的相互作用，
但是它不能完全解释各种具体的铁磁性物 质中的强磁性。在直接交换作用的基础上，根 据实验结果，对具体结构的铁磁性物质的电子 交换作用有不同的说明。
将物质放入外磁场中时，穿过电子轨道 运动回路的磁通会发生变化，为了抵抗该变 化，在电子轨道回路要产生一个附加的感应 电流。这一附加感应电流的磁矩方向和外磁 场方向相反，因此产生负的磁化率x，称为抗 磁性
一般抗磁性的磁化率绝对值很小，约104到10-6，并且和磁场，温度无关。超导体也 是抗磁性的
2.顺磁性（paramagnetism）
这里A是交换积分。根据能量最小值原理 的要求，当交换积分A为正时，相邻原子自旋 磁矩要同向平行排列，从而实现磁矩自发平 行排列，这就是磁畴中原子磁矩要平行排列 的起因
综上所述，原子磁矩不为零，同时交换积分常 数A>0是物质具有铁磁性的必要与充分条件。
斯莱持(Slater)总结出交换积分常数A和a-2r的 关系。这里a是相邻原子间距, r是未填满电子 的电子层轨道半径。
磁晶各向异性能Ek定义为饱和磁化强度矢 量在铁磁体中取不同方向而改变的能量。很明 显，磁晶各向异性能是磁化强度方向的函数。
图8.13 Fe单晶在不同晶轴方向的磁化曲线
对立方晶体，α1，α2，α3分别是磁化强 度与三个晶轴的方向余弦，将它按泰勒级数展 开，并用晶体的对称性和三角函数的关系式演 算，可得：
当a-2r>1时，A>0，为铁磁性。但a也不能过大。 若a太大，3d电子云不重叠，交换作用很弱，为 顺磁性。若a过小，就会使得从而使得A<0，导 致反铁磁性。
金属的交换积分常数A和a-2r的关系
直接交换作用最大的贡献是揭示了分子场 的本质来源于电子间的静电的相互作用，
但是它不能完全解释各种具体的铁磁性物 质中的强磁性。在直接交换作用的基础上，根 据实验结果，对具体结构的铁磁性物质的电子 交换作用有不同的说明。
将物质放入外磁场中时，穿过电子轨道 运动回路的磁通会发生变化，为了抵抗该变 化，在电子轨道回路要产生一个附加的感应 电流。这一附加感应电流的磁矩方向和外磁 场方向相反，因此产生负的磁化率x，称为抗 磁性
一般抗磁性的磁化率绝对值很小，约104到10-6，并且和磁场，温度无关。超导体也 是抗磁性的
2.顺磁性（paramagnetism）
教科版科学三年级下册 4-2 磁铁有磁性--课件
（填
知识拓展
不锈钢的组成成分都主要是铁，但是磁铁只能 吸引一些种类的不锈钢，有些种类的不锈钢磁 铁是不吸引的。磁铁能吸引录音磁带、录像磁 带，因为在它们的胶带中有铁粉类物质。但是 电脑用的磁盘，看起来与录像带很像，但不能 被磁铁所吸引。
有许多物质也能受强大的磁力的作用，虽然不如铁那样显著。金属当中 的镍、钴、锰、铂、金、银、铝都能被磁铁吸引，只是被吸引的力比较小。 还有一些所谓反磁性的物质，例如锌、铅、硫、铋，性质尤其特别：它们能 被强大的磁铁所排斥。
课堂小结
1、磁铁能吸引铁的性质叫磁性。 2、磁铁隔着一些物体也能吸引铁磁。 说明：铁隔着薄的物体能吸铁；隔着太厚 的物体就不能吸了。
教科版科学三年级下册
磁铁 4.2 磁铁有磁性
磁铁为什么可以吸引铁
物质大都是由分子组成的，分子是由原子组成的， 原子又是由原子核和电子组成的。在原子内部，电子 不停地自转，并绕原子核旋转。电子的这两种运动都 会产生磁性。但是在大多数物质中，电子运动的方向 各不相同、杂乱无章，磁效应相互抵消。因此，大多 数物质在正常情况下，并不呈现磁性。猜一猜哪些是 Nhomakorabea材 料做的？
先用观察的方法辨别，再用实验的方法辨别。
钢芯
（主要成分 是铁）镀镍
钢芯 （主要成分是
不锈钢
铁）镀黄铜 （主要成分是铁）
它们都能被磁铁吸引
铜锌合金
铝
它们都不能被磁铁吸引
活动三：圆珠笔中哪些是铁材料做的
这支笔是由几 种材料组成的 。
把它拆开分 别来试。
结论：主要成分为铁的钢圈以及弹簧能被吸引。
液体和气体也有被磁铁吸引或排斥的性质，不过作用十分微弱，必须是 非常强大的磁铁，才能显示出对这些物质的作用。例如纯净的氧气就有顺磁 性，就是说，磁铁能够吸引它。如果我们在肥皂泡里装满氧气，然后把它放 在强大的电磁铁两极中间，这时候肥皂泡就会受那看不见的磁力的牵引，在 两极中间伸长开来。放在强大的磁铁两极中间的烛光会改变自己通常的形状 ，明显地告诉我们它对磁力的敏感性。
电磁学第7章-磁力课件PPT
磁力的性质
01
02
03
磁性相互作用
磁力具有相互作用的性质， 即磁体之间会通过磁场相 互作用，产生吸引或排斥 的力。
磁场方向
磁力的方向与磁场方向有 关，遵循左手定则或右手 定则。
Байду номын сангаас
磁性材料
某些材料具有明显的磁性， 称为磁性材料，如铁、钴、 镍等。
磁力在生活中的应用
磁悬浮列车
利用磁力排斥原理，使列 车悬浮于轨道之上，减少 摩擦力和阻力，提高运行 速度。
扬声器和耳机
利用磁力驱动线圈振动， 产生声音。
磁性材料的应用
磁性材料在电子、通信、 医疗等领域有广泛应用， 如磁盘、磁带、磁共振成 像等。
02 磁场与电流
磁场的基本概念
磁场
磁感应强度
是描述磁力作用的空间场，具有方向 和强度。
描述磁场强度的物理量，单位是特斯 拉（T）。
磁力线
磁场中磁力作用的路径，表示磁场的 方向和强度。
安培环路定律的证明
总结词
安培环路定律可以通过实验和数学推导进行证明。
详细描述
安培环路定律可以通过实验观察得到，例如通过观察通电导线周围的磁场分布， 可以发现磁场线总是沿着电流方向闭合。此外，通过使用微积分和矢量场理论， 也可以从数学上推导出安培环路定律。
安培环路定律的应用
总结词
安培环路定律在电磁学、电机工程和物理学中有广泛的应用。
详细描述
安培环路定律是电磁学和电机工程中的基本原理之一，用于分析和计算磁场和电流之间的关系。在发电机和变压 器等电气设备的设计和制造中，安培环路定律被用来计算磁场和磁通量，从而优化设备的性能。此外，在物理学 中，安培环路定律也被用于研究电磁场和电磁波的传播。
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。
《磁现象 磁场》电与磁PPT优秀课件
③常见的磁场分布
异名磁极的磁场分布
同名磁极磁场分布
三、地磁场 想一想
磁针受力转动是磁场作用的结果，那么指南针在世界各地都 能够指南北又是谁的磁场在施加力的作用呢？
地球周围存在的磁场叫做地磁场
地磁N极在地理南极附近 地磁S极在地理北极附近 地理两极与地磁两极相反，且并不完全重合（存在磁偏角）。
典例突破
磁化后的铁屑就像一个个小磁针，在磁场的作用下，形象 地显示出磁场的分布。
用一根带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。
条形磁铁的磁感线
蹄形磁铁的磁感线
模型法
磁感线的特点
（1）是假想的线，实际不存在，但可以形象直观地表达磁场。 （2）在磁体外部，磁感线由N极到S极；内部则由S极到N极。 （3）磁感线上任意一点的方向，与该点的磁场方向相同。 （4）磁感线的疏密表示磁场的强弱，越密表示该点磁场越强。 （5）在空间每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交。
第1节 磁现象 磁场
-.
磁现象，磁场，地心末日
想一想
树敌无数一统秦天下的秦始皇为了防止被刺杀，如何第一时间 发现怀揣铁器的刺客？
一、磁现象
演示实验 磁铁能吸引哪些物体？ 用磁铁分别去吸引铁钉、大头针、木块、铝片、硬币、塑料尺、 泡沫塑料，然后观察现象。
现象：磁铁能吸引 铁钉 、 大头针 、硬币 。
演示实验 在水平方向上让磁针自由转动，观察每次停下来的指向是否相同？ 都指向什么方向？
南极(S极):自由转动的磁体，静止时指南的磁极 北极(N极):自由转动的磁体, 静止时指北的磁极
演示实验 将两个蹄形磁体以下列两种方法靠近，观察有什么现象？
磁体间作用的规律：同名磁极相互排斥， 异名磁极相互吸引。
第6节抗磁性顺磁性和铁磁性ppt课件
抗磁性：磁矩为零的原子构成的物体，在磁场中磁化后， 物体的宏观磁性与外磁场相反。
顺磁性：具有磁矩的原子构成的物体，在磁场中磁化后， 物体的宏观磁性与外磁场相同。
磁化规律： M H
磁化率
抗磁性：<0 顺磁性： >0
磁介质放在磁场中发生磁化，其宏观磁性来源于：
（1）在磁场中，原子中的电子轨道将发生旋进； （2）具有磁矩的原子在磁场中各种取向的平均效果。
（2）具有磁矩的原子在磁场中各种取向的平均效果 产生宏观磁性
具有磁矩的原子在磁场中的附加能量：
=－ J B cos J 和外磁场夹角< 90o的原子的能级
低于 J 和外磁场夹角> 90o的原子的能级
当达到热平衡时，原子的分布服从波尔兹曼分布率
Ni eE / KT
低能级原子 比 高能级原子 多
就平均效果来说，平均磁矩与外磁场同方向，表现出顺磁性。
6
铁磁性
铁磁性物质：Fe、Co、Ni，以及某些稀土元素和一些氧化物。 铁磁性：在受外磁场磁化时，显示比顺磁性强很多的磁性， 而且去了磁场之后，还保留了磁性。
为什么铁磁质有这么大的磁性？因为它存在磁畴。
磁畴是铁磁质中已经存在的许多自发的均匀磁化小区域。
未加外磁场之前，各个磁畴有各不相同 的取向，对外的效果相互抵消；加外磁 场之后，各磁畴的磁矩方向向外磁场转 动，对外就显示较强的宏观磁性。
L
1
2
l
Pl
B
e
4 m
0
H
一个原子中的Z个电子形成的环流： i
Ze L
oZe2 4 m
H
一个原子中的Z个电子轨道旋进引起的磁矩为：
oZe2
6m
H
r2
顺磁性：具有磁矩的原子构成的物体，在磁场中磁化后， 物体的宏观磁性与外磁场相同。
磁化规律： M H
磁化率
抗磁性：<0 顺磁性： >0
磁介质放在磁场中发生磁化，其宏观磁性来源于：
（1）在磁场中，原子中的电子轨道将发生旋进； （2）具有磁矩的原子在磁场中各种取向的平均效果。
（2）具有磁矩的原子在磁场中各种取向的平均效果 产生宏观磁性
具有磁矩的原子在磁场中的附加能量：
=－ J B cos J 和外磁场夹角< 90o的原子的能级
低于 J 和外磁场夹角> 90o的原子的能级
当达到热平衡时，原子的分布服从波尔兹曼分布率
Ni eE / KT
低能级原子 比 高能级原子 多
就平均效果来说，平均磁矩与外磁场同方向，表现出顺磁性。
6
铁磁性
铁磁性物质：Fe、Co、Ni，以及某些稀土元素和一些氧化物。 铁磁性：在受外磁场磁化时，显示比顺磁性强很多的磁性， 而且去了磁场之后，还保留了磁性。
为什么铁磁质有这么大的磁性？因为它存在磁畴。
磁畴是铁磁质中已经存在的许多自发的均匀磁化小区域。
未加外磁场之前，各个磁畴有各不相同 的取向，对外的效果相互抵消；加外磁 场之后，各磁畴的磁矩方向向外磁场转 动，对外就显示较强的宏观磁性。
L
1
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一个原子中的Z个电子形成的环流： i
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一个原子中的Z个电子轨道旋进引起的磁矩为：
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铁磁学性能材料物理性能ppt课件.ppt
ll3 2100 1 21 22 22 23 23 21 3
3 1 1 112 12 2323 3 1 3 1
磁化强度方向( 1,2,3 ) , 观测方向(1,2,3)
K1 , K2
易磁化方向 各向异性能 各向异性场HA
立方晶系各向异性
K1 0
K1
1 9
K2
<100>
0
2K 1 IS
0
K1
4 9
K2
<110>
1 42K1/Is
( 110 ):
K1
1 2
K2
/
I
s
4 K1 9K2,K1 0 K1 94K2,K1 0
<111>
1
1
3 K1 27 K2
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
2、抗磁介质磁化机制
抗磁性起源于分子附加磁矩的感应磁化
抗磁质分子的固有磁矩为零。 但在外磁场作用下，每一分子沿 外磁场的反方向感应出附加磁矩， 使磁介质被磁化，在磁介质表面 产生磁化电流。由于附加磁矩的 方向始终与外磁场方向相反，所 以抗磁质表面的磁化电流方向与 顺磁质磁化电流方向相反，产生 的附加磁场方向与外磁场方向相 反，所以抗磁质内的总磁感强度 为：
➢当距离很大时，J接近于零。 ➢随着距离的减小，相互作用有所 增加，J为正值，就呈现铁磁性， 如图所示。 ➢当原子间距a与未被填满的电子 壳层直径D之比大于3时，交换能 为正值；小于3时，交换能为负值， 为反铁磁性。
交换能与铁磁性的关系
a/D ＞3时 交换能为正值；
3 1 1 112 12 2323 3 1 3 1
磁化强度方向( 1,2,3 ) , 观测方向(1,2,3)
K1 , K2
易磁化方向 各向异性能 各向异性场HA
立方晶系各向异性
K1 0
K1
1 9
K2
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2K 1 IS
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K2
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1 42K1/Is
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K1
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3 K1 27 K2
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
2、抗磁介质磁化机制
抗磁性起源于分子附加磁矩的感应磁化
抗磁质分子的固有磁矩为零。 但在外磁场作用下，每一分子沿 外磁场的反方向感应出附加磁矩， 使磁介质被磁化，在磁介质表面 产生磁化电流。由于附加磁矩的 方向始终与外磁场方向相反，所 以抗磁质表面的磁化电流方向与 顺磁质磁化电流方向相反，产生 的附加磁场方向与外磁场方向相 反，所以抗磁质内的总磁感强度 为：
➢当距离很大时，J接近于零。 ➢随着距离的减小，相互作用有所 增加，J为正值，就呈现铁磁性， 如图所示。 ➢当原子间距a与未被填满的电子 壳层直径D之比大于3时，交换能 为正值；小于3时，交换能为负值， 为反铁磁性。
交换能与铁磁性的关系
a/D ＞3时 交换能为正值；
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Pl
e2 4m
2
0H
2 是电子轨道半径在与 H垂直方向上投影的均方 值
设单位体积含N个原子，每原子有Z个电子
M d
N
z
(l )H
i 1
N( e2 ) z 4m i1
2
0H
d
N0
(
e2 4m
)
i
2
对满壳层 d
N
0e2
6m
ri2
i
(
2
2 3
ri2
)
量子力学中的计算
H 1
场为：
H mA ABM B AAM A
同理
H mB BAM A BBM B
设A、B次晶格中磁性离子相同，则
JA JB J gA gB g
nA
nB
Байду номын сангаас
N 2
AA
BB
AB
BA
有效场H A H M B M A H B H M A M B
每个次晶格磁化强度
M A M A0 BJ ( A ) A g J JB 0 H A / kT
M
M
0
(1
1
)
M0
系统趋向于饱和
空间量子化修正
实际上，磁矩在磁场方向投影并
非连续分布，只能取
mJ J ,(J 1),, J 1, J共2J 1个取向
在磁场中势能 V 0m J g J B H
态和Z
J
emJ gJ B0H
kT
sh( J
1 2
)
X
mJ J
sh X
X gJ B0H kT
2
M NkT LnZ
2 反铁磁性结构的实验证实
3 反铁磁性分子场理论
T<TN时，反铁磁体中离子磁矩按一定的次序 反平行排列。
可将磁矩分为两个或两个以上互相贯穿的次点 阵。在一个次点阵中，离子磁矩受到近邻、次近 邻的交换作用可等效为分子场。
Hi Hij ij M j
以两个次点阵为例：
每个A位的最近邻是B，次近邻为A。作用在A位离子上的分子
J 1
3J
Ng
2 J
J
(
J
1)
0
2 B
N
0
2 e ff
C
3k T
3k T
T
eff gJ J (J 1)B Peff B
有效磁矩
Peff g J
J ( J 1)
3k C
N
0
2 B
有效玻尔磁子数
实际晶体中磁性离子的顺磁性
• 实际情况中，必须考虑周围配位离子所产生的晶场的作 用。
• 1 稀土离子： 受弱晶场作用，自旋轨道耦合仍然存在。 高温时，遵从居里-外斯定律。理论值和实验值基本符 合。低温时，有偏差。 2 铁族元素：中等晶场，轨道矩淬灭。有效玻尔磁子 实验值和 值相仿。但因有自旋轨道耦合能作为微 扰，又稍有2区S(别S 1。)
第三章：局域电子磁性
何为局域？磁性离子受到较大的核电场作用，束缚于某一特定 的原子核周围。（常见于绝缘体化合物中） 何为游行？磁性离子游行于各个原子之间。（常见于金属和合 金中）
3.1 局域电子抗磁性
电子轨道运动受磁场作用，产生一附加电流以抵消磁通量的变 化，于是就产生了抗磁性磁矩。（磁矩小，难观察到）
yi
yi
xi
)0
En E0
2 0
H
2
n0
2 n0
En E0
E E E0 E(1) E(2)
M
E
(0H )
若考虑系统有N个原子，则
M
H
Ne 2 0
4m
2 N 0
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En
( xi2
2
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d pp
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J 1 3J
TN
C 2
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1
对于多晶体
// cos2
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T
TN , //
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T
0K , //
0,
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,
2
3
反铁磁材料的变磁性行为
M ( emu / g )
8
x=1
x=2
6
x=3
4
2
0 150 180 210 240 270 300 330 T(K)
反铁磁材料的变磁性行为
(0H )
Ng J
J
B
[
2 J 1 2J
cth(
2 J 1 2J
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1 2J
cth
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gJ JB0H
kT
M M 0 BJ ( )
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Brillouin函数
在实验室普通条件 1
M
Ng
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J
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J
1)
0
2 B
H
3k T
BJ ( ) ~
Tc
/T
MS M0
BJ ( ) 1 2e2TC /T
实验上，M S 1 AT 3/ 2
M0
外斯分子场理论不能解决低温下问题
当T<TC时，外场H0时，M>MS(内禀磁化) 内禀磁化：磁矩在磁场的作用下克服热运动的影响，使微观磁 矩进一步平行排列的过程。
技术磁化：大块铁磁材料在磁场作用下，通过磁畴转动，畴 壁位移等途径使磁畴平行于外磁场排列的过程。
郎之万抗磁理论
设轨道动量矩为
Pl
l
e 2m
Pl
磁场中动量矩的运动方程为：
dPl dt
0 l
H
0e
2m
H
Pl
Pl
0e H
2m
当0H为10T时， 约为1012。而电子轨道运动本身的角
速度约为1016。
磁场引起附加进动，产生附加角动量
Pl m 2
相应磁矩(l )H
e 2m
• 比热反常 出现极大值 • 晶格常数变化 体积磁致伸缩 • 磁卡效应 熵值变化
3.5 反铁磁性与亚铁磁性
1 基本特征 1）反铁磁性 存在相变温度TN。T>TN，顺磁态，服从居里外斯定 律；T<TN，反铁磁态，随温度上升而增加；T=TN，出 现比热反常、热膨胀反常等现象。此时最大。 磁性离子间存在负的交换作用，磁矩自发反平行排 列，自发磁化强度为零。只有在外磁场作用下才会出现 微小的磁矩，故很小。 一些反铁磁性物质：Mn、Cr金属；一些合金；Fe、 Co、Ni、Mn等的氧化物、氟化物等。
实际上分子场来源于电子之间的交换作用。
仿照 对顺磁性的处 理，作用在磁矩上的有效场：
H e H M M M 0 BJ ( ) 其中M 0 Ng J JB
g J JB 0 (H M ) / kT
M M0
Nk T
0
M
2 0
H
M 0
当H 0时，M NkT
M0
0
M
2 0
图解法：
T 0K时， MsM0.
2m
i
( pi
e0 A)2
i
Vi
i
e m
Si
0H
对于满壳层： Si 0
H
i
1 2m
pi2
i
i
设H Hk
Vi
e0
m i 则可取A
pi
A
H
i yi
e2
2m H
2 0
xj
A2
H 1 20emHi
2mi
2
pi2 Vi
i
i
( xi
yi
yi
) xi
e2 2m
02 H 2
随温度上升，减小，自发磁化强度MS减小，当达到某一临界温度TC时， MS =0，铁磁性消失。
M s J 1
M0
3J
J 1 3J
Nk Tc
0
M
2 0
Tc
Ng
2 J
J
(
J
1)0
2 B
3k
T 0K时，
BJ
( )
1
1 J
e / J
取M S M 0, J S 1/ 2
3J M S / M 0 J 1 T / Tc
顺磁性材料的特点是什么？ 1 无自发磁化，外场为零的时候，由于热运动，磁矩的取向是 无规则的。在外场作用下，磁矩有沿外场排列的趋势，弱磁性。 2 磁化率和温度满足居里定律或居里-外斯定律。
顺磁磁化率理论
1 郎之万（Langevin)理论 率先在经典统计物理的基础上，给出了顺磁性理论。 理论要点： （1）设单位体积中有N个原子，每个原子具有磁矩()，磁 矩间无相互作用。 （2）无外场时，各原子磁矩受热运动的影响，在平衡态时， 磁矩无规分布，体系总磁矩为0。
结论：
Ne20
6m
i
ri2
对于球对称分布的电子
1) 抗磁性为一切物质所具有，是物质的共性。
2) 抗磁磁化率为负。
3) 若<ri2>不受热运动影响，则d与温度无关。 4各) 原d随子原的子轨中道电半子径数平或方原。子序数增加而增加，且正比于
3.2局域电子顺磁性
具备顺磁性的前提条件是什么？ 材料具有固有磁矩。磁矩间没有或只有弱的相互作用。
MH H
2M A sin 2M A sin
1
H与自发磁化方向平行时