磁性原理的磁畴理论

作者&投稿:吕劳 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
磁场的原理是什么~

磁场


概述
magnetic field
(简易定义:能够产生磁力的空间存在着磁场。磁场是一种特殊的物质。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。)
电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或变化电场产生的。磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力,磁场对电流、对磁体的作用力或力矩皆源于此。
与电场相仿,磁场是在一定空间区域内连续分布的矢量场,描述磁场的基本物理量是磁感应强度矢量B ,也可以用磁感线形象地图示。然而,作为一个矢量场,磁场的性质与电场颇为不同。运动电荷或变化电场产生的磁场,或两者之和的总磁场,都是无源有旋的矢量场,磁力线是闭合的曲线族,不中断,不交叉。换言之,在磁场中不存在发出磁力线的源头,也不存在会聚磁力线的尾闾,磁力线闭合表明沿磁力线的环路积分不为零,即磁场是有旋场而不是势场(保守场),不存在类似于电势那样的标量函数。
电磁场是电磁作用的媒递物,是统一的整体,电场和磁场是它紧密联系、相互依存的两个侧面,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,变化的电磁场以波动形式在空间传播。电磁波以有限的速度传播,具有可交换的能量和动量,电磁波与实物的相互作用,电磁波与粒子的相互转化等等,都证明电磁场是客观存在的物质,它的“特殊”只在于没有静质量。
磁现象是最早被人类认识的物理现象之一,指南针是中国古代一大发明。磁场是广泛存在的,地球,恒星(如太阳),星系(如银河系),行星、卫星,以及星际空间和星系际空间,都存在着磁场。为了认识和解释其中的许多物理现象和过程,必须考虑磁场这一重要因素。在现代科学技术和人类生活中,处处可遇到磁场,发电机、电动机、变压器、电报、电话、收音机以至加速器、热核聚变装置、电磁测量仪表等无不与磁现象有关。甚至在人体内,伴随着生命活动,一些组织和器官内也会产生微弱的磁场。
磁场方向:规定小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该电磁场的方向。
磁感线:在磁场中画一些曲线,使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同,这些曲线叫磁力线。磁力线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁力线的方向。磁铁周围的磁力线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁力线从S极到N极。


分类

电磁场
electromagnetic field
有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称 。随时间变化的电场产生磁场 , 随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。

地磁场
geomagnetic field
从地心至磁层顶的空间范围内的磁场。地磁学的主要研究对象。人类对于地磁场存在的早期认识,来源于天然磁石和磁针的指极性。磁针的指极性是由于地球的北磁极(磁性为S极)吸引着磁针的N极,地球的南磁极(磁性为N极)吸引着磁针的S极。这个解释最初是英国W.吉伯于1600年提出的。吉伯所作出的地磁场来源于地球本体的假定是正确的。这已为1839年德国数学家C.F.高斯首次运用球谐函数分析法所证实。

地磁场是一个向量场。描述空间某一点地磁场的强度和方向,需要3个独立的地磁要素。常用的地磁要素有7个,即地磁场总强度F,水平强度H,垂直强度Z,X和Y分别为H的北向和东向分量,D和I分别为磁偏角和磁倾角。其中以磁偏角的观测历史为最早。在现代的地磁场观测中,地磁台一般只记录H,D,Z或X,Y,Z。
近地空间的地磁场,像一个均匀磁化球体的磁场,其强度在地面两极附近还不到1高斯,所以地磁场是非常弱的磁场。地磁场强度的单位过去通常采用伽马(γ),即10高斯。1960年决定采用特斯拉作为国际测磁单位,1高斯=10^(-4)特斯拉(T),1伽马=10^(-9)特斯拉=1纳特斯拉(nT),简称纳特。地磁场虽然很弱,但却延伸到很远的空间,保护着地球上的生物和人类,使之免受宇宙辐射的侵害。
地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分,它们在成因上完全不同。基本磁场是地磁场的主要部分,起源于地球内部,比较稳定,变化非常缓慢。变化磁场包括地磁场的各种短期变化,主要起源于地球外部,并且很微弱。
地球的基本磁场可分为偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常几个组成部分。偶极子磁场是地磁场的基本成分,其强度约占地磁场总强度的90%,产生于地球液态外核内的电磁流体力学过程,即自激发电机效应。非偶极子磁场主要分布在亚洲东部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等几个地域,平均强度约占地磁场的10%。地磁异常又分为区域异常和局部异常,与岩石和矿体的分布有关。
地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。平静变化主要是以一个太阳日为周期的太阳静日变化,其场源分布在电离层中。干扰变化包括磁暴、地磁亚暴、太阳扰日变化和地磁脉动等,场源是太阳粒子辐射同地磁场相互作用在磁层和电离层中产生的各种短暂的电流体系。磁暴是全球同时发生的强烈磁扰,持续时间约为1~3天,幅度可达10纳特。其他几种干扰变化主要分布在地球的极光区内。除外源场外,变化磁场还有内源场。内源场是由外源场在地球内部感应出来的电流所产生的。将高斯球谐分析用于变化磁场,可将这种内、外场区分开。根据变化磁场的内、外场相互关系,可以得出地球内部电导率的分布。这已成为地磁学的一个重要领域,叫做地球电磁感应。
地球变化磁场既和磁层、电离层的电磁过程相联系,又和地壳上地幔的电性结构有关,所以在空间物理学和固体地球物理学的研究中都具有重要意义。

磁场类型
1.恒定磁场 磁场强度和方向保持不变的磁场称为恒定磁场或恒磁场,如铁磁片和通以直流电的电磁铁所产生的磁场。
2.交变磁场 磁场强度和方向在规律变化的磁场,如工频磁疗机和异极旋转磁疗器产生的磁场。
3.脉动磁场 磁场强度有规律变化而磁场方向不发生变化的磁场,如同极旋转磁疗器、通过脉动直流电磁铁产生的磁场。
4.脉冲磁场 用间歇振荡器产生间歇脉冲电流,将这种电流通入电磁铁的线圈即可产生各种形状的脉冲磁场。脉冲磁场的特点是间歇式出现磁场,磁场的变化频率、波形和峰值可根据需要进行调节。

恒磁场又称为静磁场,而交变磁场,脉动磁场和脉冲磁场属于动磁场。磁场的空间各处的磁场强度相等或大致相等的称为均匀磁场,否则就称为非均匀磁场。离开磁极表面越远,磁场越弱,磁场强度呈梯度变化。

因为只要是带电体,不论带电体的大小,只要它带电,它都会产生电磁场。 而电子绕核运动是受到原子核的束缚,受到核力的作用才做绕核运动。关于电磁场之间的相互作用都是靠电磁波的传播相互作用的,而电磁波的传播与外界物体相互作用是涉及到量子动力学,它们之间是类似于光子一样,一份一份地传播,而且光速于电磁波的速度都是30万千米每秒,说白了就是能量子之间的相互作用。因为电磁波本身就是一种物质,它不需要任何介质去传播。 而关于电子绕核运动是由于能量子的跃迁,从基态到激发态,电子需要获得能量,当它获得能量后就会摆脱原子核额束缚,向外运动,从而也辐射出能量子。 而电子本身就带有最小单位的负电荷,从而产生磁场。 不足之处,在下敬请大家一起学习研究。 “小法拉第”:楼政。

磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列,但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同,如图所示。
磁畴壁
各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。宏观物体一般总是具有很多磁畴,这样,磁畴的磁矩方向各不相同,结果相互抵消,矢量和为零,整个物体的磁矩为零,它也就不能吸引其它磁性材料。也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后,它才能对外显示出磁性。




磁铁为什么会同性相斥,异性相吸
这些磁畴中的每个颗粒都会产生自己的磁场。同性磁极,比如两个北极或者两个南极,会相互排斥,因为它们产生的磁场方向相同,导致磁场线相互抵消。相反,异性磁极,比如一个北极和一个南极,会相互吸引,因为它们产生的磁场方向相反,磁场线会相互合并。这种现象可以用磁场的能量最小化原理来解释,即系统会趋向...

磁铁同性相斥、异性相吸,这是为什么?
磁铁的同性相斥和异性相吸是由磁场的相互作用引起的。磁铁是由许多微小的磁性颗粒(磁畴)组成的,每个磁畴都有自己的磁性。当磁铁被磁化时,这些磁畴会在整个磁铁中形成一个协同排列的结构。根据磁场线的规律,同性磁极之间有相同的磁场方向,而异性磁极之间有相反的磁场方向。具体来说,同性磁极(如北极与...

什么是磁力
磁力理论磁力的作用已为人类所了解和运用了几个世纪了。然而,科学家们仍然不能准确地获知,磁力到底是怎么产生的。下面谈及的磁力原理源自20世纪初法国物理学家外斯(Pierre Weiss)提出的假说。每种磁性物体内部都含有很多磁畴,每个磁畴由大量有磁力的分子组成。在物体被磁化之前,这些磁畴的排列杂乱无章...

磁性原理的物质分类
但是在大多数物质中,电子运动的方向各不相同、杂乱无章,磁效应相互抵消。因此,大多数物质在正常情况下,并不呈现磁性。特殊物质铁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质有所不同,它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来,形成一个自发磁化区,这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后,内部的磁畴...

电机原理-永磁体理论知识分享
在元素周期表的舞台上,磁性是原子间量子交互的精彩表演。铁磁性金属,如铁,凭借原子间的正向交换能,展现出卓越的磁化特性。然而,一旦温度超过居里点,永磁体的磁性魔法便会消逝,就像冰川在阳光下融化。借助电子显微镜,我们可以洞察磁畴这个微观世界的磁场拼图,它是理解磁场宏观行为的关键。深入解析磁性...

请求磁性材料
只有当磁性材料被磁化以后,它才能对外显示出磁性。在中学物理教科书中,目前课程改革试验区(山东、江苏、海南、宁夏、广东等)使用的人教版《普通高中课程标准实验教科书.物理》采用了磁畴理论,而现在大部分地区使用的人教版教材《全日制普通高级中学教科书.物理》中在解释磁化原理是用的是安培的分子电流...

为什么磁铁可以相互吸引 为什么磁铁可以吸住铁
铁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质有所不同,它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来,形成一个自发磁化区,这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后,内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来,使磁性加强,就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程,磁化了的铁块和磁铁不同极性间...

磁力效应磁致伸缩
当外部磁场施加时,磁畴结构和磁化状态改变,进而引发强磁体在体积和长度上的相应变化,前者称为体磁致伸缩,后者则称作线磁致伸缩。线磁致伸缩因其晶体的各向异性而具有方向性,而体磁致伸缩则源于电子的交换作用,表现为各向同性。利用这一原理,磁致伸缩可以用于制作换能器,产生超声波。当强磁体受到外力...

为何磁铁之间会相互吸引和排斥,有怎样的原理呢?
磁力的本质是电磁力,在磁性物质内部存在微小的磁畴,磁畴在外界磁场的作用下会把磁极统一朝着一个方向,当撤去外部磁场时部分磁性物质的磁畴无法恢复原样,于是就对外显现磁性,成为一块永久磁铁,满足同性相斥和异性相吸的原则。磁力 在电磁学当中,电和磁是统一的,电生磁,磁也能生电,可以由麦克斯韦...

磁吸原理?
这些电场之间相互作用,形成了一种力,即磁力。大部分物质,由于原子内部电子运动方向随机,磁性相互抵消,不显现出磁性。然而,像铁、钴、镍和铁氧体这样的铁磁物质有所不同,它们的电子自旋能在一定程度上自发地排列,形成称为磁畴的小区域。当这些磁畴整齐地排列,方向一致时,物质的磁性增强,就形成...

余江县14721463438: 磁畴是什么物理概念? -
归时复方: 磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理.所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列,但相邻的不同区域之间原子磁矩排列...

余江县14721463438: 什么是磁畴? -
归时复方:[答案] 磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理.所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列,但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向...

余江县14721463438: 磁畴的原理简析 -
归时复方:在铁磁质中相邻电子之间存在着一种很强的“交换耦合”作用,在无外磁场的情况下,它们的自旋磁矩能在一个个微小区域内“自发地”整齐排列起来而形成自发磁化小区域,称为磁畴.在未经磁化的铁磁质中,虽然每一磁畴内部都...

余江县14721463438: 原磁体是什么? -
归时复方: 1)磁畴说,磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理.所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列,但相邻的不同区域之间...

余江县14721463438: 为什么磁体具有磁性 -
归时复方: 磁体磁力的产生 [编辑本段] 1)磁畴说,磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理.所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排...

余江县14721463438: 磁畴是怎么形成的? -
归时复方: 磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列,但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同,如图所示.各个磁畴之间的交界面...

余江县14721463438: 请求磁性材料 -
归时复方: 磁性材料一般是固体,而不是液体,这跟产生磁力的原因有关 磁体磁力的产生 1)磁畴说,磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理.所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原...

余江县14721463438: 1、铁磁物质的三个特性是什么?2、用磁畴理论解释样品的磁化强度在温度达到居里点时发生突变的微观机理是1、铁磁物质的三个特性是什么?2、用磁畴理... -
归时复方:[答案] 楼上扯淡呢. 1 不太清楚 感觉是:高矫顽力 高剩余磁感强度 附加磁感远大与B0 2 高温时 铁磁质中自发磁化区域因剧烈的分子热运动而遭到破坏 磁畴随之瓦解 铁磁质的磁性就消失了 过度到顺磁质 3 不知道V-T曲线是什么 电势随温度的变化?不理解.

余江县14721463438: 磁体上磁力较强的部分叫什么 -
归时复方: 是磁极磁体——把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性,具有磁性的物体叫磁体. 磁体是一种很神奇的物质.它有以至于无形的力,既能把一些东西吸过来,又能把一些东西排开.在我们周围,有很多磁体. [编辑本段]磁体磁力的...

余江县14721463438: 磁体受到高温或者受到猛烈敲击后会失去磁性,这是为什么? -
归时复方: 首先,磁体分为几种.其中铁磁性和亚铁磁性物质会发生你说的现象.原因是1按安培分子电流假说是由于分子电流取向被破坏.2按磁畴假说:磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理.所谓磁畴,是指磁性...

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