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磁性基本概念介绍

【摘要】:根据物质被磁化后对磁场所产生的影响,可把物质分为三类:使磁场减弱的物质称为抗磁性物质;使磁场略有增强的称为顺磁性物质;使磁场急剧增加的称为铁磁性物质。原子核也有磁矩,不过它的磁矩很小,约为电子磁矩的1/2 000,故通常情况下可不予考虑。上述表明,电子是有磁矩的,电子的磁矩是轨道磁矩与自旋磁矩的矢量和。只有原子存在着未被排满的电子层时,由于电子磁矩之和不为零,原子才具有磁矩。这种磁矩称为原子的固有磁矩。

如果在真空中形成一个磁场,然后在磁场中放入一种物质,便会发现,不管是什么物质,都会使其所在空间的磁场发生变化。如铁会使磁场急剧增强;铜使磁场减弱;铝虽使磁场增强,但很微弱等。这就是说物质在磁场中,由于受磁场的作用都呈现出一定的磁性,这种现象称为磁化。

根据物质被磁化后对磁场所产生的影响,可把物质分为三类:使磁场减弱的物质称为抗磁性物质;使磁场略有增强的称为顺磁性物质;使磁场急剧增加的称为铁磁性物质。

任何物质都是由原子组成的,而原子则是由原子核电子所构成。近代物理证明,每个电子都在做循轨和自旋运动,物质的磁性就是由于电子的这些运动而产生的。

电子的循轨运动可以看作是一个闭合环形电流,由此所产生的磁矩称为轨道磁矩,常用μl表示。μl为矢量。它垂直于电子运动的轨道平面。电子绕自身的轴旋转,即电子的自旋,产生一个自旋磁矩μs,其方向平行于自旋轴。

μl和μs的最小单元为玻尔磁子,以μB来表示

式中,e和m分别为电子的电荷和质量;h为普朗克常数。μB的单位为J/T。

原子核也有磁矩,不过它的磁矩很小,约为电子磁矩的1/2 000,故通常情况下可不予考虑。

上述表明,电子是有磁矩的,电子的磁矩是轨道磁矩与自旋磁矩的矢量和。那么原子有没有磁矩呢?理论证明,当原子中的一个电子层被排满时,这个电子层的磁矩总和为零。即它对原子磁矩没有贡献。若原子中的电子层均被排满,则原子没有磁矩。只有原子存在着未被排满的电子层时,由于电子磁矩之和不为零,原子才具有磁矩。这种磁矩称为原子的固有磁矩。