电磁学第5章习题答案复习进程.ppt

2 电场强度,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,太原理工大学物理系李孟春编写,*,2 电场强度,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,太原理工大学物理系李孟春编写,*,电磁学第5章习题答案,无外磁场,有外磁场,用分子电流观点解释物质磁性的来源。,太原理工大学物理系李孟春编写,抗磁质：,磁介质在磁化过程中，磁介质所产生的附加磁场与外磁场相反。,顺磁质：,磁介质在磁化过程中，磁介质所产生的附加磁场与外磁场相同。,金属,有：,锂、钠、铂、铝；,非金属,有：,氧,;,化合物有：氧化铜、氯化铜、氧化钾 等,金属,有：汞、铜、锌、金、银；,非金属,有：硫、碳、氮等；,化合物,有：水、二氧化碳、氧化钠、硫酸 等,太原理工大学物理系李孟春编写,二、顺磁质的磁化,由于热运动，分子固磁矩排列,混乱,，在宏观上，任意体积内分子的固有磁矩,矢量,之,和,为,零,，对外,不,显出,磁,性。,V,1,.,顺磁质分子结构特征,:,分子的固有磁矩不为零,即：,无外磁场时，,m,分,0,2.,无外磁场,太原理工大学物理系李孟春编写,有磁场时，分子固有磁矩,沿,着,外,磁场方向排列，在,宏观,上的任意体积内,分子的固有,磁矩,矢量之和,不,为零，对外,显,出磁性。,当,外,磁场越,强,、分子固磁矩排列越整齐、所产生的,附加磁场,越,强,。,3.,有外磁场,V,B,0,太原理工大学物理系李孟春编写,在磁介质的,V,内,m,分,0,m,分,排列整齐,产生附加磁场,B,4.,电子的进动,当分子处于外磁场中时，电子的,轨道,运动,会受一,力矩,在力矩作用下，电子的角动量绕,外磁场,方向,进动,。,由于进动，电子产生了,附加磁矩,.,太原理工大学物理系李孟春编写,e,角动量,不管电子轨道运动方向如何，,附加磁矩总与外磁场方向相反。,对自旋磁矩，外磁场也有同样作用。,对顺磁质,附加磁矩可以忽略,电子轨道平面,电子的进动,太原理工大学物理系李孟春编写,三、抗磁质的磁化,1.,抗磁质分子结构特征,:,分子的固有磁矩为零,即：,无外磁场时，,m,分,=,0,2.,无外磁场,由于抗磁质分子的固有磁矩为,零,（即,m,分,=,0,),，在宏观上，任意体积内分子的固有磁矩,矢量,之,和,仍然为,零,，对外不显出磁性。,3.,有外磁场,虽然抗磁质分子的固有磁矩为零（即,m,分,=,0,),，但是在外磁场的作用下，电子的角动量绕,外磁场,方向,进动,。,抗磁质的磁化,太原理工大学物理系李孟春编写,由于电子进动，产生与,外,磁场方向,相反,的附加磁矩附加磁矩产生的附加磁场和外磁场相反。所以,抗,磁质磁化结果使介质内部的磁场,削弱,。,四、磁化的描述,采用一些物理量来定量描述磁介质在外场中的,磁化行为,。,不论顺磁质还是抗磁质，在外磁场中的磁化微观机制不同，但,宏观,上有,共同,之处。,太原理工大学物理系李孟春编写,在磁介质内取一小体积,v,没有,外磁场时，,有,外磁场时，,1,、磁化强度矢量,单位体积内分子磁矩的矢量和。,（,1,）磁化强度矢量（,M,）越,大,，磁化越,强,。,（,2,）如果磁化强度矢量（,M,）处处,相等,，则称为,均匀,磁化，否则称为,非均匀,磁化。,（,3,）化强度矢量方向与外场方向相,同,为,顺,磁质，相,反,为,抗,磁质。,2.,磁化电流,磁介质磁化后，在磁介质体内和表面上可出现磁化电流,.,对于,非,均匀磁化，磁化电流也可以出现在磁介质的,内,部。,对于,均,匀磁化的磁介质，磁化电流分布在磁介质的,表面,。,.,传导电流,l,管内是均匀顺磁质,.,.,.,.,.,.,.,.,+,+,+,+,+,+,+,+,+,（,1,）,磁化电流由束缚在分子内部的电子运动形成的，因此磁化电流与传导电流有区别，也称为束缚电流。,（,2,）,另外磁化电流无热效应（因分子内部电子运动无阻力），而传导电流有热效应。,磁化电流与传导电流的,异同：,不同点：,相同点：,都有电流的磁效应，磁场满足毕奥,-,萨伐尔定律，由磁化电流所产生的磁场附加磁场。,太原理工大学物理系李孟春编写,五、磁化强度矢量与磁化电流的关系,设一个分子的磁矩,I,a,设单位体积内的分子数为,n,，每个分子磁矩的大小都相同，则磁化强度矢量,磁介质体内取,任意,面,S,，,其周界线为,L,，,现在求通过该,曲面,的,磁化电流,I,。,介质中的分子环流,与回路,L,有三种关系：,不与,S,相交如,A,分子，对,I,无贡献。,整个为,S,所切割，即分子电流与S相交两次如,B,分子，,对,I,无贡献。,被,L,穿过的分子电流，即与,S,相交一次如,C,分子，,对,I,有贡献。,太原理工大学物理系李孟春编写,在闭合环路上取线元为 ，计算该线元所穿过的分子电流数目，然后沿环路,L,积分。,以 为轴线，,a,为底面作圆柱体，则,线元所穿过的分子电流数目为,线元所穿过的分子电流总强度为,太原理工大学物理系李孟春编写,上式两边沿环路,L,积分：,磁化强度矢量 沿任意闭合回路,L,的积分，等于通过以,L,为周界的曲面所包含的磁化电流的代数和。,太原理工大学物理系李孟春编写,六、磁化强度矢量与介质表面磁化电流的关系,设,i,是介质表面上通过单位长度的磁化电流密度。,计算,在介质表面做矩形回路：,一对边与磁介质表面平行，分别在磁介质的内、外，且垂直于磁化电流，长度为,l,；,另一对边垂直于磁介质的表面，长度为,h,设,h,0,太原理工大学物理系李孟春编写,介质外部,M,=0,因,h,0,，,积分为,0,磁化强度矢量,在磁介质表面的,切向分量,等于磁介质表面上通过,单位长度,的,磁化电流,，,太原理工大学物理系李孟春编写,写为矢量式,表示磁介质表面外法线方向的单位矢量,作业,p560,习题,3,太原理工大学物理系李孟春编写,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,