磁性材料的基本現(xiàn)象-亞洲av歐洲av綜合av在線|充氣仿真娃娃怎樣用
一、自發(fā)磁化： 從“磁性來(lái)源”中我們了解到，某些原子的核外電子的自旋磁矩不能抵消，從而產(chǎn)生剩余的磁矩。但是，如果每個(gè)原子的磁矩仍然混亂排列，那么整個(gè)物體仍不能具有磁性。只有所以原子的磁矩沿一個(gè)方向整齊地排列，就象很多小磁鐵首尾相接，才能使物體對(duì)外顯示磁性，成為磁性材料。這種原子磁矩的整齊排列現(xiàn)象，就稱為自發(fā)磁化。 既然磁性材料內(nèi)部存在自發(fā)磁化，那么是不是物體中所有的原子都沿一個(gè)方向排列整齊了呢？當(dāng)然不是，否則，凡是鋼鐵等就會(huì)永遠(yuǎn)帶有磁性，成為一塊大磁鐵，永遠(yuǎn)能夠相互吸引了（實(shí)際上，兩塊軟鐵不會(huì)自己相互吸引）。事實(shí)上，磁性材料絕大多數(shù)都具有磁疇結(jié)構(gòu)，使得它們沒(méi)有磁化時(shí)不顯示磁性。 二、磁疇： 所謂磁疇，是指磁性材料內(nèi)部的一個(gè)個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)部包含大量原子，這些原子的磁矩都象一個(gè)個(gè)小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同，如右圖所示。各個(gè)磁疇之間的交界面稱為磁疇壁。宏觀物體一般總是具有很多磁疇，這樣，磁疇的磁矩方向各不相同，結(jié)果相互抵消，矢量和為零，整個(gè)物體的磁矩為零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是說(shuō)磁性材料在正常情況下并不對(duì)外顯示磁性。只有當(dāng)磁性材料被磁化以后，它才能對(duì)外顯示出磁性。下圖為在顯微鏡中觀察到的磁性材料中常見(jiàn)的磁疇形狀，其中左面是軟磁材料常見(jiàn)的條形疇，黑白部分因?yàn)椴煌拇女犉浯啪胤较虿煌哂胁煌牧炼?，它們的交界面就是疇壁；中間是樹(shù)枝狀疇和疇壁；右面是薄膜材料中可以見(jiàn)到的磁疇形狀。實(shí)際的磁性材料中，磁疇結(jié)果五花八門(mén)，如條形疇、迷宮疇、楔形疇、環(huán)形疇、樹(shù)枝狀疇、泡狀疇等。 既然磁疇內(nèi)部的磁矩排列是整齊的，那么在磁疇壁處原子磁矩又是怎樣排列的呢？在疇壁的一側(cè)，原子磁矩指向某個(gè)方向，假設(shè)在疇壁的另一側(cè)原子磁矩方向相反。那么，在疇壁內(nèi)部，原子磁矩必須成某種形式的過(guò)渡狀態(tài)。實(shí)際上，疇壁由很多層原子組成。為了實(shí)現(xiàn)磁矩的轉(zhuǎn)向，從一側(cè)開(kāi)始，每一層原子的磁矩都相對(duì)于磁疇中的磁矩方向偏轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，并且每一層的原子磁矩偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大，到另一側(cè)時(shí)，磁矩已經(jīng)完全轉(zhuǎn)到和這一側(cè)磁疇的磁矩相同的方向。上圖給出了典型的磁疇壁結(jié)構(gòu)示意圖。 三、居里溫度： 對(duì)于所有的磁性材料來(lái)說(shuō)，并不是在任何溫度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一個(gè)臨界溫度tc，在這個(gè)溫度以上，由于高溫下原子的劇烈熱運(yùn)動(dòng)，原子磁矩的排列是混亂無(wú)序的。在此溫度以下，原子磁矩排列整齊，產(chǎn)生自發(fā)磁化，物體變成鐵磁性的。 利用這個(gè)特點(diǎn)，人們開(kāi)發(fā)出了很多控制元件。例如，我們使用的電飯鍋就利用了磁性材料的居里點(diǎn)的特性。在電飯鍋的底部中央裝了一塊磁鐵和一塊居里點(diǎn)為105度的磁性材料。當(dāng)鍋里的水分干了以后，食品的溫度將從100度上升。當(dāng)溫度到達(dá)大約105度時(shí)，由于被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失，磁鐵就對(duì)它失去了吸力，這時(shí)磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會(huì)把它們分開(kāi)，同時(shí)帶動(dòng)電源開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)，停止加熱。 四、與磁性材料有關(guān)的常用物理量： 磁場(chǎng)強(qiáng)度：指空間某處磁場(chǎng)的大小，用h表示，它的單位是安/米（a/m）。 磁化強(qiáng)度：指材料內(nèi)部單位體積的磁矩矢量和，用m表示，單位是安/米（a/m）。 磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度b的定義是：b=m0(h+m)，其中h和m分別是磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，而m0是一個(gè)系數(shù)，叫做真空導(dǎo)磁率。磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱為磁通密度，單位是特斯拉（t）。 導(dǎo)磁率：導(dǎo)磁率的定義是m=b/m0h，是磁化曲線（見(jiàn)材料的靜態(tài)磁化）上任意一點(diǎn)上b和h的比值。導(dǎo)磁率實(shí)際上代表了磁性材料被磁化的容易程度，或者說(shuō)是材料對(duì)外部磁場(chǎng)的靈敏程度。