上章我們學習了真空中穩恒電流激發的磁場及其規律。當空間有介質(導體、絕緣體)存在時，磁場將與介質發生相互作用，我們把磁場中的介質稱為磁介質。磁介質在外加磁場作用下自身產生附加磁場的過程稱為磁化。本章簡要介紹磁介質的性質、磁化的機制、以及磁介質中的安培環路定理。第十一章磁場中的磁介質

與電介質的情況類似，穩恒磁場中的磁介質因磁化而產生磁化電流和附加磁場；磁介質內的總場為原磁場B0與附加磁場B’的矢量和。一、磁介質對磁場的影響§11.1磁介質對磁場的影響實驗已經證明，與之間的關系為:

稱為磁介質的相對磁導率。順磁質：μr>1如金屬鋁、錳、鉻等。抗磁質：μr<1如金屬金、銀、銅等。鐵磁質：μr>>1如金屬鐵、鈷、鎳等。弱磁性物質強磁性物質

任何物質皆由原子或分子構成。原子（分子）中的電子同時參與兩種運動：自旋及繞核的軌道運動，對應有軌道磁矩和自旋磁矩。二、磁介質的磁化這就是安培提出的分子電流假設。分子電流——分子磁矩產生的磁效應可以用一等效的圓電流的磁矩來表示。分子磁矩——分子所有電子的軌道磁矩與自旋磁矩的矢量和，稱為分子固有磁矩，簡稱為分子磁矩

m。分子磁矩的方向與電子運動的角速度方向相反。順磁質和抗磁質的磁化可用安培分子電流假說解釋，而鐵磁質的磁化很復雜。1.順磁質的磁化機理——順磁性無外場Bo時，分子的磁矩排列雜亂無章，介質內分子磁矩的矢量和m=m=0有外場Bo時，分子磁矩轉到與外磁場方向一致，分子磁矩的矢量和

m=m≠0等效對各向同性（均勻）磁介質，磁化電流I′只出現在介質表面，介質內部無磁化電流，且磁化電流I′不可引出，因此，磁化電流也稱為束縛電流。對各向同性（均勻）磁介質，從導體橫截面看，導體內部分子電流兩兩反向，相互抵消。導體邊緣分子電流同向。⊙對各向同性（均勻）磁介質，分子電流可等效成磁介質表面的磁化電流I′，I′產生附加磁場B'。I′

在無外磁場時，抗磁質中分子固有磁矩為零:m=0，物質不顯磁性。2.抗磁質的磁化機理——抗磁性有外場時，電子的軌道角動量會繞著磁場方向旋進,形成一個電的環流,但電子帶負電,這就相當于一個與原磁場方向反向的正的環流,產生的磁矩指向磁場的相反方向.有磁介質時，安培環路定理是：磁介質的總磁場傳導電流磁化電流總和三、磁介質中的安培環路定理根據實驗規律無磁介質時：由于磁化電流的計算很繁，所以我們從無磁介質時出發。定義磁場強度：磁介質中的安培環路定理：即：磁場強度沿任意閉合路徑的線積分（環流），等于穿過以該回路為邊界的傳導電流的代數和。

H是為消除磁化電流的影響而引入的輔助物理量。

H的環流僅與傳導電流I0

有關,與介質無關(當I

相同時，盡管介質不同，H

在同一點上卻相同)。因此可以先求磁場強度H，再求磁感應強度B。H的單位：安培/米(A/m)

說明：例1、長直單芯電纜的芯是一根半徑為R1

的金屬導體，它與外壁之間充滿均勻磁介質,其相對磁導率為，外筒半徑為R2,電流從芯流過再沿外壁流回。求(1)導線內的磁場分布;(2)磁介質中磁場分布;(3)磁介質外的磁場分布。解:(1)導線內的磁場分布(2)磁介質內的磁場分布(3)磁介質外的磁場分布電介質中的高斯定理磁介質中的安培環路定理鐵磁介質的磁化機理——磁疇1.磁疇磁疇——鐵磁質中因電子自旋而引起的強烈相互作用，在鐵磁質內形成磁性很強的小區域。磁疇的體積約為10-12m3

。

在無外磁場時，各磁疇排列雜亂無章，鐵磁質不顯磁性；在外磁場中，各磁疇沿外場轉向，介質內部的磁場迅速增加，在鐵磁質充磁過程中伴隨著發聲、發熱。1.磁場能量密度對長直螺線管：所有磁場普遍成立2.磁場能量對非均勻磁場，磁場能量為：積分遍及磁場不為零的空間。能量密度：定義為單位體積內的磁場能量，即例：計算半徑為R、長為l、通有電流I、磁導率為的均勻載流圓柱體內的磁場能量。lIRr解：由介質中的Ampere環路定理確定圓柱體內的磁感應強度