[第21集] 材料磁性—MIT电和磁

根据网易公开课之MIT电和磁视频所做的笔记—[第21集] 材料磁性。

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视频地址：http://v.163.com/special/opencourse/electricity.html

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这节课的内容：

磁偶极矩

磁畴

磁导率

定义

一个回路电流，磁偶极矩就是电流I乘以面积A。根据右手螺旋定则定义，向量A方向垂直向上。

反磁性(diamagnetism)

所有材料，当被置入外磁场中时，会在某种程度上反抗外部磁场。在原子尺度上，他们会产生EMF来反抗外部场，但这不是楞次定律。It has nothing to do with the free electrons in conductors, which produce an eddy current when there is a changing magnetic field.(原视频翻译太复杂了：它和导体中的自由电子没有任何关系，虽然这些自由电子在变化的磁场中会产生涡流。)但是这里，不是变化的磁场，是永磁场，恒定的，所以和楞次定律没有关系。这里会感应出磁偶极矩来反抗那个外加的磁场。

顺磁性(paramagnetism)

有些物质的原子或者分子，自身拥有磁偶极矩，可以把原子或者分子看成小磁铁。如果没有外磁场，这些偶极子完全无序排列，所以合磁场为0，所以他们不是永久磁铁；当把他们置于外磁场之后，磁场会试图排序这些磁偶极矩，排列的有序程序取决于场的强度和温度。温度越低，越容易排列。

顺磁性材料会被磁场吸引，反磁性材料会被磁场排斥。

铁磁性(ferromagnetism)

这些原子自身拥有永久磁偶极矩，有一些磁畴，它们的尺寸大概是0.1-0.3毫米，那里的偶极子是100%同向的，这些偶极子同向排列的磁畴在铁磁性材料中均匀的分布，所以它不存在任何合磁场。同样，加上外磁场之后，这些磁畴会整体被强制转向外磁场的方向，偏转程度与温度和磁场强度相关。温度越低，效果越好，因为低温下热搅动要小，而热搅动增加了整个过程的随机性。在磁畴中，磁场也可比真空磁场强几千倍。移除外磁场后，顺磁性材料的偶极子重新回到混乱，而铁磁性材料会有些磁畴留在偏转后的方向，从而留下永磁性。去除永磁性的方法就是用锤子敲打，使磁畴变得不稳定而回到无序状态；或者加温，增加热运动回到无序状态。

温度升高到一定程度（居里温度），磁畴会解体，铁磁性材料不再具有铁磁性。

磁畴偏转演示(Barkhausen效应)