《磁性物理复习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁性物理复习资料（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、磁性物理一、名词解释1 . 元磁偶极于：指强度相等，极性相反并且其距离无限接近的一对“磁行”。2 . 磁场强度H:为单位点包荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场 力方向一致。3 . 磁矩：磁偶极于磁性大小方向可以用磁矩来表示，磁矩定义为磁偶极于等效的平面回路 的电流和回路面积的乘积，即4巾=隔4 .磁化强度M：是描述宏现磁体强弱程度的物理量。5 . 磁感应强度：描述磁场强度和方向的物理量，是矢量。6 . 磁化曲线：我示物质中的磁场强度H与所感应的磁感应强度B之间的关系。7 . 磁滞凹线：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化 磁场作周期性变化时，铁
2、磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭 合线叫做磁滞回线。8 . 磁化率：衣征磁介质属性的物理量。9 .磁导率：又称导磁系数，是衡量物质的导磁性能的一个物理量，可通过测取同一点的B、 H值确定。10 .退磁场：有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后，外表将产生磁极，从而使磁体部存 在与磁化强度M方向相反的一种磁场，起咸退碰化的作用，称为退磁场H*11 .交换能Q：也于自旋间的交换相互作用产生的能量。12 .磁晶各向并性能FJ:铁磁体晶体场对就道电子间的作用、电子的轨道磁矩与自旋磁 矩间的耦合效应所产生的能量。13 .磁应力能FJ:铁磁体磁性和弹性形变相互作用所引起的能量又称为磁弹
3、性应 力能。14 .返磁场能FJ:铁磁体与其自身所产生的退磁场之间的相互作用能。15 .岸磁能FG：铁磁体与外磁场之间的相互作用产生的能量。16 .磁致伸缩现象：铁磁晶体由于磁化状态的改变，其长度或体积都要发生微小的变化，这 种现象叫磁致伸缩现象。17 .磁畴：指铁磁体材料在自发磁化的过程中为降低持磁能而产生分化的方向各异的小型磁 化区域。18 .自发磁化：磁有序物质在无外加磁场的情况下，由于近邻原子间电子的交换作用或其他 相互作用，使物质中各原子的磁矩在一定空间围呈现有序排列而到达的磁化，称为自发 磁化19 .技术磁化：技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理，即说明了 在外
4、磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。20 .畴曳：各个磁畴之间的交界处称为畴发。21 .峙生位移：在有外场作用下，自发磁化方向接近于H方向的磁畴长大，而与H方向偏 离较大的近邻磁畴相应缩小，从而使畴壁发生位荏变化，这个磁化过程称为畴壁位移22 .磁泡：在消磁状态下，假设外加向上的磁场，随着磁场强度增加，向下的磁畴逐渐减小， 从到达某一磁场强度开场出现圆柱状磁畴，由于其形状有如泡状，故称其为磁泡。23 . Nccl壁：磁矩平行于薄膜外表逐渐过渡。特点：畴壁面上无自由磁极出现，保证了在 畴壁上不会产生退磁场能，也能保持畴壁能为极小；但是在晶体的上下外表上却不可防 止地会出现外表磁荷
5、。24 . Bloch :磁矩的过渡方式始终保挣平行于畴壁平面。特点：畴壁面上无自由磁极出现, 保证了在畴壁上不会产生退磁场能，也能保持畴蟹能为极小但在晶体的上下外表上却不 可防止地会出现外表磁荷。25 .单畴颗粒：大块材料以多畴构造最为稳定，只有在很强的外磁场作用下，才被磁化至饱 和，整块材料的磁矩根本上取同一磁化方向，近似于一个单畴。26 .居里温度：磁矩的有序排列由于热扰动被完全破坏时的温度。磁滞回线对温度是很敏 感的，特别是铁磁体，由于其自发磁化对温度的相关性，造成磁滞回线相对于温度变化 的一系列特征。铁磁性材料的自发磁化M,在后里点发生磁性转变，以下为铁磁 性，以上铁磁性消失。二、简
6、答题27 .桌矫顽力和磁感矫顽力的区别与联系？矫顽力分为磁感矫顽力（HCJ和京矫顽力Hq。磁体在反向充磁时，使磁感应强度B 降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力。但此时磁体的磁化雁度并不为零，只 是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。对外磁感应强度表现为零此时 假设撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。使磁体的磁化强度M降为零所需施加的 反向磁场强度，我们称之为患矫顽力。京矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量， 是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度 稳定性越好。28 .什么是退磁场？如何克制？产生：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在他两端
7、出现的自由磁极将产生一个与 磁化强度方向相反的磁场，该磁场被称为退程场。退磁场IL的强度与磁体的彩状及碰 极的强度有关。克制：因为退磁场只与材料的尺寸有关，短而粗的样品，退磁场就很大，因此可以将样 品做成长而细的形状，退磁场就将会减小。然而实际工作中，材料的尺寸妆到限制，因 此不可防止的受到退磁场的影响。29 .物质按磁性可分为几类？各类磁性的x-T关系曲线怎样？抗磁性物质：1)抗磁性与温度无关，2, z时显顺磁性 1 13）五铁由b温度达到某个临界值口以上服从居里外所定律30 .两种单位制的背景和关系？S1单位制：主妥磁学量都用电流的磁效应来定义，其中磁感应强度B为主导量凡涉 及到与其他物理
8、量的相互作用，都必须使用B。磁感应强度B的定义可由安培公式得一 一 豆色前出：=/4/X5根据安培环路定理可定义磁场强度h：。 H为导出量，仅用于计算传导也流所产生的磁场，不能代表磁场强度与外界发生作用。Guass单位制艳对电磁单位制：早年使用的单位制，所有的磁学里郴是通过磁偶极M = Z（m7）,.子的概念建立起来的。其中磁化强度M被定义为：i 单位：Guasso磁H =场强度H被定义为： m单位：。一引入磁感应强度B,使之满足如下关系: . .3 = + 4/M在Guass单位制中，M和H都有明确的物理意义，是根本物理量, 而B只是一个导出量。三、计算论述题31 .某一铁的旋转椭球长轴为1
9、毫米，短轴立径为0.1毫米，饱和磁环强度为uOMs=2.1T, 求长轴和短轴方向的退磁场。解:长轴/短轴= 1/0.1 = 10查表可知，当桶球的的纵横比为10时，沿长轴的退磁因子Nz=0.0203 ,又Nx+Ny+Nz=l,所以 Nx=Ny=0.48985.由运磁场公式：长轴退磁场Hdi同理短轴退磁场Hd2=1.0286859Am32 .晶体场理论的根本思想：认为中心离子的位子波函数与周围离子配位于的电子波函 数不相支亮，因而把组成晶体的离子分为两局部：根本局部是中心离子，将其磁性壳层 的电子作量子化处理；非根本局部是周围配位离子，将其作为产生样电场的经典处理。 配位于所产生的冷电场等价为一
10、个势场晶体场。33 .晶体中的晶体场效应：a、晶体场对磁性离子轨道角动量的直接作用：引起能级分裂使 简并度局部或完全解除，导致轨道角动量的取向处于被冻结状态。b、晶体场对磁性离 子自旋角动量的间接作用：通过凯道与自旋招合来实现。常温下，晶体中自旋是自由的， 但轨道运动受晶体场控制，由于自旋一机道耦合和晶体场作用的联合效应，导致单离子 的磁各向异性。34 .原磁性物质的精点：1顺磁性物质是一类x 0的弱磁性物质；2顺磁性物质的原 子或离子具有一定的固有磁矩，这些原子磁矩枭源于未满的电子亮层例如过渡族元素 的毋壳层；3在顺磁性物质中，磁性原子或离子分开的很远，以致它们之间没有明 显的相互作用，因而
11、在没有外磁场时，由于热运动的作用，原子磁矩是无视混乱取向； 4当有外磁场作用时，原子磁矩有沿磁场方向取向的趋势，从而呈现出正的磁化率， 其数量级为X=ldT。35 .扶磁性物质的根本忖征：、铁磁性物质存在按磁畴分布的自发磁化；、铁磁性物 质的磁化率很大；(3)、铁磁性物质的磁化强度与磁场强度之间不是单值函数关系，显 示磁滞现象，具有剩余磁化强度，其磁化率郴是磁场强度的函数；(4)、铁磁性物质有 一个磁性转变温度-居里温度T。；、铁磁性物质在磁化过程中，表现为磁晶各向并性 和磁致伸缩现象；36 .物质具有扶麻性的根本条件：(1)物质中的原子有固有磁矩|Xj； (2)原子磁矩之间有相 互作用。实脸
12、事实：铁磁性物质在居里温度(1以上是顺磁性；尾里温度以下原子磁矩 间的相互作用能大于热振动能，显现铁磁性。37 .铁具有体心立方晶格构造，晶格常数为2.87A,原子量为55.85,密度为7.86 g/cnP,居里温度T为1043K;饱和磁化强度为M(0)为1740X90 A/m,单原子的有效玻尔磁子数 c二为2.2,试估算铁的：1Weiss分子场系数y; (2)居里常数；3分子场强度38 .自发磁化的物理本质是什么？物质具有海森堡模型的铁磁性的充妥条件是哪些?铁磁体自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用。由海森堡交换作用模型可以 得出物质具有铁磁性的必要条件是1材料原子中具有未充满的电子壳层
13、即原子磁矩 2充妥条件是交换能积分常数A0。39 .铁金属原子的玻尔磁子数为2.22,铁原子量为55.9,密度为7.86X lakg m4，求出 在OK下的饱和磁化强度。对于铁磁性物质，0k下的饱和磁化强度为M = Npr 其中N为单位体积内磁性原子个数，内为单个原子的磁矩_ 7.86 X 103kg m3 Na5.59 x 10-3kg- mol-1Mo Npj 1.74A- m”4（）.交换作用能的物理意义：1原子间的交换相互作用能是狄磁性物质自发磁化的起源； 当铁碰体中自旋不完全平行时，自旋取向的梯度函数（%）（%）、（%）不等于零， 铁磁体中的交换能密度是增加的，因此口总是正值；3当不
14、考虑自旋-就道耦合时， 铁磁体换相互作用仅仅只依赖于相邻原子自旋间的夹角，而与自旋取什么方向无关，所 以交换作用能是各向同性的。41 .磁晶各向畀性能的物理意义：铁磁体中自发磁化矢量和磁畴的分布取向不会是任意的， 而是便向于取在磁晶各向并性能为戢小的各个易磁化轴的方向上，此时处于最稳定的状 态。42 .减致伸缩现象的来源：是由于原子或离子的自旋与凯道的耦合作用而产生的。其产生是 由于要满足能爰最小条件的必然结果，即如果铁磁晶体的变形大小和性质能够导致其总 能贵等于极小值，那么这种变形就会产生。磁致伸缩是由自旋与凯道招合能和物质的弹 性能之间平衡而产生的。简而言之，磁致伸缩起源于晶体场、自旋-凯
15、道插合以及弹性 形变的朕合效应。43 .磁畴的成因：交换作用使近邻原子的自旋磁矩取向一样，造成自发磁化，磁晶各向异性 能使自发磁化的方向保持在易磁化轴方向。因此，当整个晶体自发磁化到饱和并磁化矢 量沿晶体的某磁化轴方向时，以上两种能量都到达极小值。也就是说交换能和磁晶各向 并性能不会导致磁畴的产生。但是，所有铁磁晶体都有一定的大小和形状，整个晶体均 匀磁化的结果必然在其两端产生磁极，磁极产生的退磁场将增加退磁场能，为了减少退 磁场能，晶体分为假设干磁,这是磁畴形成的主要原因。44 .计算立方晶体单畴颗粒的临界尺寸。45 .磁畴的现察技术有哪些？粉纹法；磁光效应法；透射电镜及扫描电镜法；X光成像法；中子衍射法以及新近开展的磁力显微镜法和X光磁二色性显微技术等。46 .什么是磁畴？什么是磁畴壁？为什么会形成磁畴？磁畴的数目由什么条件决定？ 铁磁体由于交换相互作用（铁磁性）、超交换相互作用（亚铁磁性），致使原子磁矩又平行 或反平行排列，这样就可能残留称为自发磁化强度的有效磁化成分（磁畴的成因），其三 维区域称为磁畴，实际的磁畴都具有一定的几何尺寸大小，彼此为自发磁化强度大小和 方向各异的区域，磁畴之间的边界称为
