文档介绍：蒄二、介质磁化的微观解释薁第五章已经阐述了关于磁性起源的两种说法,即“磁荷说”和“分子电流说”。近代实验已证明分子电流观点更符合客观实际,而磁荷观点却由于磁单极至今没被发现,被认为有所偏离客观实际。尽管如此,以磁荷观点建立起的一些计算方法和公式,对于计算一些磁场的问题还是有效的,在一些磁介质的计算中甚至更为简洁,这是因为虽然找不到磁单极,但是磁偶极却地地道道的存在着,例如小磁针、磁畴、小闭合电流圈等。,每个分子(原子)中的带电粒子运动的总效果都形成一定的圆形电流——分子电流,每个分子电流都相当于一个小磁针,考虑到电流的磁效应,可以说,一切磁现象的起源都是电流,这已为近代物理实验所证实。基于分子电流观点的磁学理论认为,两种磁极不能单独存在。介质中的每一个分子电流,都形成一定的磁矩,称作分子的固有磁矩膃薁蕿图7-2 顺磁质与抗磁质的磁化电流莃介质磁化的后果就取决于这些分子磁矩的性质与排列方式。顺磁质放到外磁场中,其分子磁矩受到磁场力矩的作用,使分子磁矩的方向发生转向,沿着倾向外磁场一致的方向排列(图7-2a)。由于介质分子热运动的妨碍,各个分子磁矩的这种取向不可能整齐划一,但其转向排列的总效果却与外磁场的强弱有关。一般来说,外磁场越强,分子磁矩排列的就越整齐,转向外场一致的程度就越高。羂蚁图7-3 超导体的完全抗磁性羀抗磁质实际是一些固有磁矩为零的介质。在某些介质的分子中有许多电子和若干原子核,一个分子的总磁矩取决于所有电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的自旋磁矩的矢量和。一些物质恰好这个矢量和为零,而将其放到外磁场中时,其分子却产生反向的感生磁矩(图7-2b),感生磁矩削弱了外磁场,这类介质就是抗磁质。需要指出的是,抗磁效应在具有固有磁矩的顺磁质分子中同样存在,只不过那里的顺磁效应比抗磁效应强得多,抗磁性被掩盖了。肅说到抗磁性,顺便介绍一下“超导体的完全抗磁性”。超导体除了在转变温度TC以下电阻完全消失外,还有一个最根本的特性——完全抗磁性。如图7-3,将一块超导体放在外磁场中,其体内的磁感应强度永远为零。这种现象叫做“迈斯纳效应”。羄螁图7-4 超导电流肆螇螃袁蒇芅薂羁袈羇芁肀艿蒅莄在普通的抗磁体内,由于与方向相反,要减小一些。而超导体内的B则完全减小到零,这似乎表明它好象是一个磁化率,的抗磁体,即“完全抗磁体”。但是,造成超导体抗磁性的原因与普通的抗磁体不同,其中的感应电流不是由束缚在原子中的电子轨道运动形成的,而是其表面的传导电流(图7-4)。在增加外磁场的过程中,超导体的表面产生了感应的超导电流,它激发的附加磁感应强度会将体内的磁感应强度完全抵消。当外场达到稳定值后,因为超导体没有电阻,表面的超导电流将一致持续下去,从而是超导体处于完全抗磁的状态。膀超导体的完全抗磁性可以用图7-5描绘的实验来演示。将一个镀有超导材料(例如铅)的乒乓球放在铅直的外磁场中,由于它的磁化方向与外磁场相反,它将受到一个向上的排斥。这排斥力F与重力mg平衡时,球就悬浮在空中,当重力发生微小的变化时,乒乓球就会上下移动。若用特殊的方法把球的位置上下变化的情况精确的记录下来,就可以精确地确定重力的微小变。跟据这个原理,可以造出极灵敏的超导重力仪来蒆铁磁质则是特殊的一类介质,它们属于特殊的顺磁质。在铁磁质的原子内,一些