磁性理論簡述

物理通报发刊三年多来,关於铁磁性已有施汝为同志的和黄昆同志的三篇专文。本篇为避免重复起见,把关於物质的磁性的一些较古典的理论简括地叙述一下。这些理论的提出,有的已经有半世纪之久,但它们確乎从紊乱的现象中理出了秩序,并且到现在还是很基本的。读者如把本文和黄、施三文参照着来读,必可对磁的现象和它们中间的联系得一初步的明確概念。Ⅰ.磁偶极子、磁双层和静磁学中的几个宏观量物质的磁性的理论虽然是随着现代原子结构的理论而发展的,但是磁总是伴随电荷运动的现象这一观念却早由奥斯特的发现提了出来。安培且进一步用‘分子电流’的假设来说明物质的磁性的起源。安培的观点到现在还是一     

安培分子电流假说思想的应用

本文介绍了安培分子电流思想在磁力对载流线圈做功方面的应用和对斯托克斯公式的几何解释。     

从静电-静磁对称性原理导出毕奥-萨伐尔定律

选择与库仑定律形式完全相同的磁荷库仑定律及安培分子电流假说作基础，导出了磁学中的基本定律－毕奥－萨伐尔定律，从而进一步阐明了静电和静磁现象的内在对称性，有助于对磁介质本质的理解。     

磁单极子之谜

 在历史上,人们最初认为磁现象是正负磁荷产生的。但是,长期以来,从没有人发现过单独的磁北极或磁南极。因此,传统上认为磁是一种固有的双极现象,即任何一块磁体无论怎样细分,最后每一小块磁体总是显示出两个相反磁性区--磁北极和磁南极,这就是两磁极的不可分性。在安培提出分子电流是物质磁性的基本来源之后,这种不可分性得到了完满的解释。此后又断言,单独的磁荷或磁荷的基本单元--磁单极子是不存在的。这一论断构成了宏观电磁理论的基础,例如磁场的高斯定理就是自然界不存在磁单极子的数学表述。然而,这并不妨碍探索微观领域中是否存在磁单极子成为物理学家很感兴趣的一个课题。     

物质的磁性

磁性是物质的最基本的属性之一。各种物体都具有不同程度的磁性,可是绝大多数物体的磁性都很弱,要用灵敏的仪器才能测量出来;只有少数具有铁磁性的物体(如以铁、镍、钴等作成的物体),不需借助任何近代仪器就可能觉察到它们显著的磁性。因此有人便有一种错误的观念,即認为磁性只是少数特殊物质的属性而不是物质的一般属性,事实上并不是这样。以下我们拟简要地谈谈物质磁性的各方面:     

关于磁介质的抗磁性机理

本文从物理磁性的基本起源“分子电流”出发,通过分析电子在外磁场中的旋进,严格分析了磁介质的抗磁性的微观机理。     

物质的磁性

1两种假说 a.库仑的"元磁体"假说库仑认为物质是由无数个微小的"元磁体"组成的,每个"元磁体"都有一个N极和S极.物质的磁性是由于元磁体有规则排列的结果.磁性物质内部无数"元磁体"的N极和S极彼此首尾相接,致使物质内部的各元磁体的磁极所显示的磁性彼此抵消,而使磁性物质两端显示极性.非磁性物质是因为组成物质的无数元磁体排列是杂乱无章的,不仅在中央部分它们的磁极作用相互抵消,而且在物体的两端各元磁体的磁极作用也彼此抵消了.由于磁极间的作用与正负电荷间的作用相似,人们认为磁性物质磁极中含有磁荷,N极上有正磁荷,S极上有负磁荷,同号磁荷相互排斥,异号荷核相互吸引.一个正磁荷与一个负磁荷构成一个磁偶极子,从而形成了"磁荷观".     

磁介质的模型和宏观场B、H

在讨论磁现象特别是介质磁化的问题时,从永久磁铁出发,根据和静电场的类比,引入“磁荷”和“磁偶极子”模型是很自然的。但是,电流的磁效应和近代关于物质结构的知识,都确切地证实:磁荷是不存在的,磁现象和电荷运动密切联系,在介质磁化的问题上,安培分子电流假说更能表达出现象的实质。     

磁性液体磁悬浮原理演示实验研究

基于磁性液体的Bernoulli方程推导了磁性液体中非磁性物体所受的磁悬浮力,通过演示实验研究了2种磁性液体对不同密度非磁性物体的磁悬浮情况．磁性液体中非磁性物体所受的磁悬浮力受磁性液体的磁化率、磁场强度、磁场梯度的影响．相同条件下,随磁场强度和磁场梯度增强,M FP-1磁性液体分别在不同电流时将6种非磁性双锥体浮起,当电流达到3．00 A时,还出现了Rosensweig尖峰;MFP-2磁性液体的磁化率小于MFP-1磁性液体,仅浮起了聚氟乙烯、玻璃、铝双锥体．随着电流增大,中心磁场梯度较强,边缘磁场梯度较弱,出现非磁性双锥体向侧壁移动现象．     

关于磁矩概念的一点看法

磁矩无疑是电磁学和磁学的一个基本物理量。本文就这个问题提出一点看法. 在电磁学中,一般沿用安培对磁矩的定义: M=i A (1)在此,A为载流线圈的有向面积,i为流过线圈的电流。它适用于载流线圈磁钜,也包括电子轨道磁矩.这个定义在磁矩概念的引入阶段是必要的.但应该指出,它不适用于物质磁性的一个基本单元电子自旋磁矩,以及其它一批粒子的本征磁矩,因此是有局限性的.有些人不同意这个观点,认为上面的一定义无可非议.比如,他们主张,式中的i既可看作电子轨道电流,也可看作是电子自旋的“分子电流”,后者包括了电子自旋磁矩.我们首先要指出,磁…     

磁学在高新科技中的应用

磁的普遍存在和广泛应用 现代磁学研究和应用的发展已经证明：任何物质从宏观的固体、液体和气体到微观的原子、原子核和基本粒子都具有或强或弱的磁性，任何空间从我们体内到身边、从地球到各种天体(行星和恒星)、到星际空间都存在或高或低的磁场．因而可以说，包含物质的磁性和空间的磁场是普遍存在的．一般所说的无磁性物质，实际上是弱磁性物质，而一般所说的磁性物质或称磁性材料，实际上是强磁性物质．     

磁学发展简述

一、磁性的意义和分类 所渭磁性,从广义上讲,是指物体在不均匀磁场中受力的性质。由受力的强弱又分为强磁性和弱磁性。一般常把强磁性称为磁性(狭义)或铁磁性,而不恰当地把弱磁性称为“无磁性”或“非磁性”。弱磁性又分为抗磁性和顺磁性。在不均匀磁场中物体沿磁场减弱方向受力的性质称为抗磁性,这是一切物体都具有的性质,但有时为其它更强的磁性所掩盖;如水、铜和绝大多数有机分子和生物大分子都是抗磁性物质。在不均匀磁场中,物质沿磁场增强方向受力的性质称为顺磁性,如铝、氧化和未氧化的血红蛋白都是顺磁性物质。在不均匀性磁场中,物体沿磁场增强方向受力且比顺磁性强几万甚至几百万倍以上的性质称为强磁性,一般常称为铁磁性。强磁性是由于物体中磁性原子的磁矩,在一定条件下受一种强的相互作用而排列有序时产生的。根据磁有序类型的不同,又分为铁磁性(原子磁矩平行排列)、亚铁磁性(两类或更多种大小不同的磁矩反平行排列)和其它更为复杂的磁有序性:但如果磁有序的原子磁矩互相抵消,则不显强磁性,称为反铁磁性。常见的铁磁性物质有铁、钴、镍及其一些合金和化合物;常见的亚铁磁性物质有磁铁矿和多种铁氧体材料;FeO、CoO、NiO则是反铁磁物质。研究广义     

分子电流磁场的模拟演示

通过自制伏打电池，形象地模拟出分子电流磁场的存在，有利于学生形成直观印象，加深对抽象理论知识的理解．     

磁性测量讲座 第二讲 研究磁结构的实验方法(I)

物质的宏观磁性来源于物质内部的磁结构,例如铁磁物质的磁化过程,就是磁畴的取向和尺寸变化的宏观反映.物质由顺磁到铁磁或反铁磁的转变是原子磁矩由无序转变为某种形式的有序结构的结果.因此,为了研究物质宏观磁性的来源,探求它的物理本质,人们总希望侥“看“到物质内部的结构     

简单的方法制备°-Fe2O3纳米粒子及其磁性质和电化学性质

报道了制备磁性Fe2O3纳米粒子的一种简单易行的方法．利用部分还原共沉淀法， 以Na2S2O4作为还原剂， 用FeCl3先制备出Fe2O3纳米微粒， 再在空气中直接煅烧， 成功地制备出粒径较均匀(约13 nm)的磁性Fe2O3微粒． 实验发现Na2S2O4在部分还原共沉淀法中起到了去氧剂兼还原剂的特殊作用．研究表明， 样品在室温下具有铁磁性， 其饱和磁化强度和矫顽力分别为70 emu/g和164 Oe； 产物具有好的电化学性质，在3.0?0.3 V(相对于金属锂)、0.2 mA/cm2时，样品的首次放电容量可达到933 mAh/g．同时还讨论了放电过程中金属锂与Fe2O3的反应机理．     

电流在磁场中的受力及运动

安培定律是研究任意形状载流导线在磁场中受力问题的基础,安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析,产生了通电导体在磁场中的平衡、加速和做功问题.对物体进行受力分析时,注意安培力大小和方向的确定.     

数字存储示波器辅助测量重力加速度

当具有磁性的物体靠近或远离闭合线圈时,由于线圈中磁通量的变化,在其内部会产生感生脉冲信号,借助数字存储示波器实时采集该脉冲信号.分析该信号的时间间隔即可获得物体下落的时间,从而计算出重力加速度以及验证物体自由落体的运动规律.     

激光技术可冷却物体接近绝对零度

美国麻省理工学院研究人员日前表示，他们利用激光冷却技术，成功地将体积相当于硬币大小的物体冷却到接近热力学温度零度．该项成果创造了激光冷却相同体积物体的最低温度纪录，它为科学家最终将较大物体冷却到绝对零度，以观察物质的量子行为带来了希望．     

光和色

光和色谢萍荪（广州市无线电中专５１０６１０）１物体的颜色在阳光照射下物体呈不同的颜色，物体的颜色分为三类，即体色、表面色、干涉色．（不包括从光源直接呈现的颜色）．当光照在物体上时，一部分光在物体表面反射，同时有一部分光透进物体内部．对于不透明的物体，...     

磁性测量讲座 第一讲 铁磁共振的实验方法及其在磁性测量中的应用

一、铁磁共振及其实验方法1.张量磁化率 磁性物体的磁化率定义为磁化强度矢量与其内部磁场强度矢量之比.在稳恒磁场下,磁化率为一实数;在交变磁场下,磁化率一般是一复数,即X=X'-iX',其中X’和X'分别称为磁化率的实数部分和虚数部分.但是当磁性物体受到稳恒磁场和微波磁场的同