第6节抗磁性、顺磁性和铁磁性ppt课件.ppt

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1、6.6 抗磁性、顺磁性和铁磁性,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。,磁化规律：,抗磁性：0,磁化率,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。,（1）电子轨道在磁场中旋进产生的宏观磁性,旋进角动量与外磁场同方向，与旋进角动量相应的轨道磁矩（感应磁矩）与外磁场方向相反。,感应磁矩是抗磁性的来源。,电子轨道旋进频率：,一个原子中的Z个电子形成的环流：,一个原子中的Z个电子轨道旋进引

2、起的磁矩为：,磁化强度（单位体积中的磁矩)：,单位体积的原子数,电子轨道在磁场中旋进产生的宏观磁性具有抗磁性,具有磁矩的原子在磁场中的附加能量：,当达到热平衡时，原子的分布服从波尔兹曼分布率,低能级原子 比 高能级原子 多,（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,=J B cos,就平均效果来说，平均磁矩与外磁场同方向，表现出顺磁性。,J 和外磁场夹角 90o的原子的能级,可算出平均磁矩为,磁化率：,磁化率与绝对温度成反比，与实验得到的居里定律一致。,平均磁矩,对于 J0 的原子在磁场作用下有顺磁性也有抗磁性。在室温下，顺磁性磁化率比抗磁性磁化率大2或3个数量级，物体表现出

3、顺磁性。,物体的宏观磁性不仅取决于原子的磁性，而且取决于分子的构成。如JN=3/2，JO=2，但是N2的总角动量为零，因而表现为抗磁性；而O2的总角动量却不为零,为顺磁性。,对于J=0的原子，上式第二项为0，就只有抗磁性了。,综合（1）（2），得到一个原子的磁化率：,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,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。,磁畴是铁磁质中已经存在的许多自发的均匀磁化小区域。,为什么铁磁质有这么大的磁性？因为它存在磁畴。,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。,铁磁质中起主要作用的是电子的自旋磁矩。电子自旋磁矩可以不靠外磁场、在小范围内取得一致方向而形成磁畴。,