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磁秤的结构和原理介绍

【摘要】:抗磁和顺磁磁化率的测量常采用磁秤法进行测量。磁秤包含Faraday秤、Kapitza秤、Quinke秤、Rankine秤、Gouy秤等多种形式,结构也不尽相同,但测量的原理是相同的。现以一种常用的磁秤为例介绍其结构和测量原理。磁秤的结构如图8-3所示,1-分析天平;2-样品;3-能够产生不均匀磁场的强电磁铁;4-电加荷系统构成。图8-3磁秤结构[1]磁秤结构磁场梯度分布样品2放在磁极的间隙中。由线圈电流值的大小确定F的大小,并代入式(8-7)中,即可求出磁化率χ。

抗磁和顺磁磁化率的测量常采用磁秤法进行测量。磁秤包含Faraday秤、Kapitza秤、Quinke秤、Rankine秤、Gouy秤等多种形式,结构也不尽相同,但测量的原理是相同的。现以一种常用的磁秤为例介绍其结构和测量原理。

磁秤的结构如图8-3(a)所示,1-分析天平;2-样品;3-能够产生不均匀磁场的强电磁铁;4-电加荷系统构成。电磁铁的极头具有一定的坡度,形成一个不等距的间隙,进而产生一个不均匀的磁场,间隙中沿着x方向的磁场强度H可用实验方法测定,如图8-3(b)所示。从磁场强度曲线便可确定磁场变化梯度曲线。

图8-3 磁秤结构[1]

(a)磁秤结构 (b)磁场梯度分布

样品2放在磁极的间隙中。由于样品所处的磁场是不均匀的,当样品被磁化后将沿着x方向受到一个作用力F,如为顺磁则F向下;抗磁则F向上。F的大小取决于磁性的强弱,并与磁化率具有如下的关系

式中V为样品的体积;χ为磁化率;μ0为真空磁导率。样品放于天平的一端,另一端则悬挂一个铁心,铁心置于线圈中。测量时,调整线圈通过的电流使其产生对铁心的吸引力与F相等时,即达到平衡状态。由线圈电流值的大小确定F的大小,并代入式(8-7)中,即可求出磁化率χ。