1、上章討論了電流和運動電荷在真空中產生的磁場。上章討論了電流和運動電荷在真空中產生的磁場。本章將討論電流和運動電荷在實物（稱之為磁介質）本章將討論電流和運動電荷在實物（稱之為磁介質）中產生的磁場。中產生的磁場。主要任務：主要任務：* 以實物物質的電結構為基礎簡單說明磁介質以實物物質的電結構為基礎簡單說明磁介質 的三種類型：順磁質、抗磁質、鐵磁質。的三種類型：順磁質、抗磁質、鐵磁質。* 類似討論電介質的方法研究磁介質對磁場的影響。類似討論電介質的方法研究磁介質對磁場的影響。介紹描述磁介質中磁場的物理量磁場強度介紹描述磁介質中磁場的物理量磁場強度 、磁化強度磁化強度 以及它們所遵守的普遍規律。以及它

2、們所遵守的普遍規律。MH0SdBsiiLIl dH* 介紹工程技術上廣泛應用的鐵磁質的特介紹工程技術上廣泛應用的鐵磁質的特性性 了解了解磁介質的磁化現象及其微觀解釋磁介質的磁化現象及其微觀解釋. 了解了解磁場強度的概念以及在各向同性介質中磁場強度的概念以及在各向同性介質中H和和B的關系的關系, 了解磁介質中的安培環路定理了解磁介質中的安培環路定理 .教學基本要求教學基本要求一、一、 磁介質磁介質11-1 磁介質磁介質 磁化強度磁化強度順磁質順磁質 0BB0BB抗抗磁質磁質0BB鐵鐵磁質磁質（鐵、鈷、鎳等）（鐵、鈷、鎳等）（鋁、氧、錳等）（鋁、氧、錳等）（銅、鉍、氫等）（銅、鉍、氫等）弱磁質弱磁

3、質順磁質與抗磁質的磁化順磁質與抗磁質的磁化分子磁矩分子磁矩軌道磁矩軌道磁矩自旋磁矩自旋磁矩電子繞核的軌道運動電子繞核的軌道運動電子本身自旋電子本身自旋等效于圓電流等效于圓電流分子電流分子電流mmmmmmm分子的固有磁矩不為零分子的固有磁矩不為零0m 無外磁場作用時，由無外磁場作用時，由于分子的熱運動，分于分子的熱運動，分子磁矩取向各不相同子磁矩取向各不相同,整個介質不顯磁性。整個介質不顯磁性。分分子子磁磁矩矩0m mm 有外磁場時，分子磁矩要有外磁場時，分子磁矩要受到一個力矩的作用，使分子受到一個力矩的作用，使分子磁矩轉向外磁場的方向。磁矩轉向外磁場的方向。m0B0MmBM 分子磁矩產生的磁場

4、方向和外磁場方向一致，分子磁矩產生的磁場方向和外磁場方向一致，順磁質磁化結果，使介質內部磁場增強。順磁質磁化結果，使介質內部磁場增強。0BB 0BB 0BBB無外磁場無外磁場順順 磁磁 質質 的的 磁磁 化化分子圓電流和磁矩分子圓電流和磁矩mI0B有外磁場有外磁場sImm分子的固有磁矩為零分子的固有磁矩為零0m 在外磁場中，抗磁質分子會產生附加磁矩在外磁場中，抗磁質分子會產生附加磁矩電子繞核的軌道運動電子繞核的軌道運動電子本身自旋電子本身自旋外磁場場作用下產生外磁場場作用下產生附加磁矩附加磁矩電子的附加磁矩總是削弱外磁場的作用。電子的附加磁矩總是削弱外磁場的作用。抗磁性是一切磁介質共同具有的特

5、性。抗磁性是一切磁介質共同具有的特性。0BB 總與外磁場總與外磁場方向方向反向反向mmqv0B0,B 同同向時向時qv0,B 反反向時向時0B無外磁場時抗磁質分子磁矩為零無外磁場時抗磁質分子磁矩為零 0m0BBB抗磁質內磁場抗磁質內磁場FmFmmm抗磁質的磁化抗磁質的磁化二二 磁化強度磁化強度VmM分子磁矩分子磁矩的矢量和的矢量和體積元體積元1mA單位單位（安安/米米） 意義意義 磁介磁介質中單位體積內質中單位體積內分子的合磁矩分子的合磁矩.是描述磁介質的宏觀量是描述磁介質的宏觀量M顯然它與介質特性、溫度與統計規律有關。顯然它與介質特性、溫度與統計規律有關。0BBB順磁質內磁場順磁質內磁場0B

6、BB抗磁質內磁場抗磁質內磁場112 磁介質中的安培環路定理磁介質中的安培環路定理 磁場強度磁場強度mmIrr 例例 有兩個半徑分別為有兩個半徑分別為 和和 的的“無限長無限長”同同軸圓筒形導體，在它們之間充以相對磁導率為軸圓筒形導體，在它們之間充以相對磁導率為 的的磁介質磁介質.當兩圓筒通有相反方向的電流當兩圓筒通有相反方向的電流 時，試時，試 求求（1）磁介質中任意點）磁介質中任意點 P 的磁感應強度的的磁感應強度的 大小大小;（2）圓柱體外面一點）圓柱體外面一點 Q 的的 磁感強度磁感強度.rrRI解解 對稱性分析對稱性分析RdrIlHldIdH 2dIH2dIHB2r0dIR0,02Hd

7、H0HB0,Brd同理可求同理可求RdrdIB2r0Rd 0IIlHldIrrIRd例例2 一無限長載流圓柱體，通有電流一無限長載流圓柱體，通有電流I ，設電流，設電流 I 均勻分布在整個橫截面上。柱體的磁導率為均勻分布在整個橫截面上。柱體的磁導率為，柱，柱外為真空。外為真空。求：柱內外各區域的磁場強度和磁感應強度。求：柱內外各區域的磁場強度和磁感應強度。解：解：IR0 I rH Rr rHl dHL 2 I IRr22 22 RIrH 22 RIrB 在分界面上在分界面上H 連續連續, B 不連續不連續Rr IrH 2rIH 2 rIB 20 IR0 Hr HRrRI 2OBRrRI 2ORI 20BBB