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1、第七章 物质中的磁场教学要求：1、了解顺磁质，抗磁质及铁磁质的特点及其微观解释。2、领会磁化强度，磁化电流的概念，并掌握二者关系。3、深入理解和掌握引入磁场强度的意义，介质中磁场的基本方程的实质，明确、三个矢量的联系。 4、熟练运用有介质存在时的安培环路定理计算一些特殊电流分布所产生的磁场。5、理解和掌握磁路定理，会运用它对简单磁路进行计算。6、掌握介质中电磁场的能量密度与能流密度表达式 教学重点：1、磁化强度和磁化电流 3、介质中磁场的安培环路定理2、磁场强度 4、介质中的电磁场的能量密度与能流密度教学难点： 1、磁化电流的面密度与体密度 2、铁磁性7.1 顺磁性和抗磁性7.2 磁化强度和磁
2、化电流7.3 磁场强度 介质中磁场的基本方程式7.4 铁磁性7.5 介质中的电磁场的方程组7.1 顺磁性和抗磁性1、顺次质和抗磁质 在磁场的作用下能发生变化，反过来又能对磁场发生影响的物质称为磁介质。与磁场发生相互作用强的磁介质主要是铁磁物质，与磁场发生相互作用弱的磁介质又可分为顺磁质和抗磁质。在非均匀磁场中，被吸引至磁场较强区域的磁性物质称为顺磁质；被斥离磁场较强区域的磁性物质称为抗磁质。2、顺磁性和抗磁性的起源（1）分子电流与分子磁矩 按经典理论，分子或原子中的任何一个电子都在绕核运动，同时又有自旋运动。电子绕核作圆周运动相当于一个圆电流，具有的磁矩称为电子磁矩。分子中所有电子的磁感应的总
3、和可以等效为一个圆电流，称为分子电流。 分子电流是一个等效圆电流，它具有的磁矩称为分子磁矩，它是由分子内部电子磁矩叠加而成的，即 （2）顺磁性的起源 顺磁性物质由具有固磁矩（电子磁矩的合磁矩不为零）的原子或分子组成。组成顺磁质的每个原子或分子虽然都有磁性，但由于分子的热运动，分子固有磁矩在空间取任何方向的都有相同的概率，所以，就大量分子组成的介质而言，平均说来各分子磁矩的磁效应相互抵消，故在宏观上介质并不显示磁性。但是，当介质处在外磁场中时，磁场对分子磁矩有力矩作用，使分子磁矩有转向磁感强度的方向的趋势，于是介质呈现出宏观的磁性。（3）抗磁性的起源 组成抗磁性物质的原子或分子没有固有磁矩，但由
4、于原子或分子内部的每个电子都具有电子磁矩，当介质处在外磁场中时，每个电子磁矩都受到力矩的作用，使电子绕磁场的方向进动，产生一个与磁场方向相反的附加分子磁矩，使介质呈现抗磁性。7.2 磁化强度和磁化电流1、磁化强度 磁介质的磁化程度取决于组成磁介质的每个分子磁矩的大小以及它们排列整齐的程度，用磁化度来描写介质磁化程度，磁化强度定义为单位体积内各分子磁矩的矢量和，即 式中，为内所有各分子的磁矩的矢量和，为物理无限小体积元。2、磁化电流 磁介质在外磁场的作用下，介质被磁化，在介质内或介质表面出现磁化电流，它是由束缚在原子内的电荷形成的，也称为束缚电流。磁化电流与磁化强度的关系为 即通过磁介质内任一面
5、积S的磁化电流等于磁化强度沿该面周界C的线积分，即磁化强度的环流。3、磁化电流的面密度与体密度（1）磁化电流的面密度 介质磁化后，在介质表面上和两中不同介质的交界面上，都会有面分布的磁化电流。磁化电流的面密度为 或 即磁化强度沿界面上任一切线方向的分量之差等于磁化电流密度在垂直该切线方向的分量。式中是由介质1指向介质2的分界面的法向单位矢量。垂直于与组成的平面。当第二种介质为真空时=0，则有 式中为与之间的夹角。当=0时，=0；当=时，=M。（2）磁化电流的体密度 对于非均匀介质，其内部存在体分布的磁化电流，磁化电流面密度为： 即磁化电流体密度等于磁化强度的旋度。 对于均匀磁化的介质，为恒矢量
6、，磁化电流体密度为零。 在均匀介质内，除了有体分布的传导电流的地方，介质内无体分布的磁化电流，即使磁化是非均匀的。4、介质中的磁场（1）磁介质中的磁感强度 介质磁化后，空间任一点的磁感强度由该条件下，一切传导电流（以及运载电流）产生的磁场与一切磁化电流产生的磁场叠加而成。若用和分别表示传导电流（包括运载电流）和磁化电流单独产生的磁场的磁感强度，则空间任一点的磁场的磁感强度为 已知传导电流和磁化电流分布，使可由毕奥沙伐尔定律求出各点的磁感强度。（2）磁化强度与磁感强度和磁场强度的关系 对于各向同性的线性的磁介质，磁化强度与磁感强度和磁场强度的关系分别为 式中称为介质的磁化率，它是一个与磁场无关的常量，仅取决于介质的性质。对于顺磁质0；对于抗磁质0和x0的两个半空间，其交界面上为oyz平面，一细导线位于y轴上，其中通以电流为，求空间各点B和H。解：由于导线很细，可视作几何线，除了导线所在处外，磁感强度与界面垂直，故磁化电流只分布在导线所在处，界面的其他地方无磁化电流分布。磁化电流分布也是一条几何线。根据传导电流和磁化电流的分布特性，可确定B矢
