各种磁介质p286428、37、38 ■磁介质分类 弱磁性:顺磁质、抗磁质 抗磁质 强磁性:铁磁质 般有两类分子顺磁质无外场有外场 分子磁矩mx=m+m=0∑m分子=0∑m分x≠0 分子磁矩m子=m+m,≠0∑m分子=02m2≠0 顺磁质的磁化 分子在外磁场作用下趋向于外磁场排列 热运动与磁场作用相抵抗 2004.4 北京大学物理学院王稼军编
2004.4 北京大学物理学院王稼军编 各种磁介质 p286 4-28、37、38 ◼ 磁介质分类 ◼ 弱磁性：顺磁质、抗磁质 ◼ 强磁性：铁磁质 ◼ 一般有两类分子 无外场 有外场 ◼ 分子磁矩 m分子= ml+ ms ＝0 m分子=0 m分子0 ◼ 分子磁矩 m分子= ml+ ms 0 m分子 =0 m分子0 ◼ 顺磁质的磁化 ◼ 分子在外磁场作用下趋向于外磁场排列 ◼ 热运动与磁场作用相抵抗 抗磁质 顺磁质
抗磁质 抗磁质分子的固有磁矩m分子=m+m,=0 ■不存在由非零的分子固有磁矩规则取向引 起的顺磁效应。磁性来源? ■抗磁质磁性起源于电子轨道运动在外磁场 下的变化 ■电子轨道运动为什么会变化?原因:在外 磁场下受洛伦兹力 2004.4 北京大学物理学院王稼军编
2004.4 北京大学物理学院王稼军编 抗磁质 ◼ 抗磁质分子的固有磁矩m分子= ml+ ms ＝0 ◼ 不存在由非零的分子固有磁矩规则取向引 起的顺磁效应。磁性来源？ ◼ 抗磁质磁性起源于电子轨道运动在外磁场 下的变化 ◼ 电子轨道运动为什么会变化？原因：在外 磁场下受洛伦兹力
分子磁矩的由来 在原子或分子内,一般不止有一个电<+) ■分子磁矩:所有电子的轨道磁矩和自 旋磁矩的矢量和m分子=m+m=0 ev 电子轨道磁矩m,=in T2m2丌 1-2m 与角动量方向相反 ■电子自旋磁矩 e 若所有电子的总角动量(含轨道和自旋)为零,抗磁 所有电子的总角动量(含轨道和自旋)不为零,顺磁 2004.4 北京大学物理学院王稼军编
2004.4 北京大学物理学院王稼军编 分子磁矩的由来 ◼ 在原子或分子内，一般不止有一个电 子 ◼ 分子磁矩：所有电子的轨道磁矩和自 旋磁矩的矢量和m分子= ml+ ms ＝0 ◼ 电子轨道磁矩 ml = iSn 2 2 e r ev T e i = − = − = − l eL m e m L 2 = − 与角动量方向相反 ◼电子自旋磁矩 m S m e S = − ◼若所有电子的总角动量（含轨道和自旋）为零，抗磁 ◼所有电子的总角动量（含轨道和自旋）不为零 ，顺磁
外磁场对电子轨道运动的影响p240 外磁场作用在一个抗磁原子上,考虑电子的轨 道运动设电子角速度平行于外磁场) 求无外磁场时的角速度(电子只受库仑力) Ze e 0 48r 2m00F 4丌E0mr 加外磁场B0,电子受库仑力、洛伦兹力(指向中 心),假设轨道的半径不变(相当于定态假设),设 洛伦兹力远小于库仓力O=00+△O,△O<Oo teorb=mor O2≈02+2o,△O 4兀 2004.4 北京大学物理学院王稼军编
2004.4 北京大学物理学院王稼军编 外磁场对电子轨道运动的影响 p240 ◼ 外磁场作用在一个抗磁原子上，考虑电子的轨 道运动(设电子角速度平行于外磁场) ◼ 求无外磁场时的角速度 0 (电子只受库仑力） ◼加外磁场B0，电子受库仑力、洛伦兹力（指向中 心），假设轨道的半径不变（相当于定态假设），设 洛伦兹力远小于库仑力 m r r Ze 2 2 0 0 2 4 = 2 1 3 0 2 0 ) 4 ( mr Ze = e rB m r r Ze 2 2 0 0 2 4 + = =0 + 0 , + 0 2 0 2 2
ma 洛伦兹力远小 eOBn<<mOnr2→eBn<< 于库仑力,高 B 阶无穷小,略 e 4 花+ebB+e△1=mObr+2m04Or eB △a= B 2m 考虑电子角速度反平行于外磁场,有同 样结论,△o的方向总是与外磁场B相同 △m 电子角速度改变将引起电子磁矩改变 总是与外 2 er e l 磁场方向m=-△O= B 相反 4 2004.4 北京大学物理学院王稼军编
2004.4 北京大学物理学院王稼军编 e m e rB m r eB 0 0 2 0 0 e rB e rB m r m r r Ze + + = + 0 2 2 0 0 0 0 0 2 2 4 洛伦兹力远小 于库仑力，高 阶无穷小，略 m eB 2 0 = ◼考虑电子角速度反平行于外磁场，有同 样结论，的方向总是与外磁场B0相同 ◼电子角速度改变将引起电子磁矩改变 0 2 2 2 2 4 m ω B m er e r = − = − 总是与外 磁场方向 相反