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1、试说明下列磁学参量的定义和概念：磁化强度、矫顽力、饱和磁 化强度、磁导率、磁化率、剩余磁感应强度、磁各向异性常数、饱和磁致伸缩系数。a、磁化强度：一个物体在外磁场中被磁化的程度，用单位体积内磁矩的多少来 衡量，成为磁化强度Mb、矫顽力Hc： 一个试样磁化至饱和，如果要p=0或B=0，则必须加上一个反向 磁场Hc，成为矫顽力。c、饱和磁化强度：磁化曲线中随着磁化场的增加，磁化强度M或磁感强度B开 始增加较缓慢，然后迅速增加，再转而缓慢地增加，最后磁化至饱和。Ms成为 饱和磁化强度，Bs成为饱和磁感应强度。d、磁导率：p=B/H，表征磁性介质的物理量，p称为磁导率。e、磁化率：从宏观上来看，物体在磁场中被磁化的程度与磁化场的磁场强度有 关。M=%H，x称为单位体积磁化率。f、剩余磁感应强度：将一个试样磁化至饱和，然后慢慢地减少H，则M也将减 少，但M并不按照磁化曲线反方向进行，而是按另一条曲线改变，当H减少到 零时，M=Mr或Br=4nMr。（Mr、Br分别为剩余磁化强度和剩余磁感应强度）g、磁滞消耗：磁滞回线所包围的面积表征磁化一周时所消耗的功，称为磁滞损 耗 Q（ J/m3）h、磁晶各向异性常数：磁化强度矢量沿不同晶轴方向的能量差代表磁晶各向异 性能，用Ek表示。磁晶各向异性能是磁化矢量方向的函数。i、饱和磁致伸缩系数：随着外磁场的增强，致磁体的磁化强度增强，这时仇|也 随之增大。当H=Hs时，磁化强度M达到饱和值，此时E，称为饱和磁致伸 缩所致。2、计算Gd3+和 仆3+的自由离子磁矩？ Gd3+的离子磁矩比Cr3+离子 磁 矩 高的原 因 是 什 么 ？6.计算:Fe2 Fe3 Mn2 Ni2 Co2Ti4与CP Cu2 Zn2+等离子在物质中 的磁矩即过渡族元素组成物质时，其离子磁矩主要由电子自 旋作贡献，而轨道角动量不作贡献，这是轨道角动 量猝灭所致。所以有几个未成对电子，就有几个日AtoiTiic nrElementtilectroriicstructure ofMoment口占 21Sc 122TiD D O223Vm n a324-Crm u h52SMnq m ki52Fc EZ3 H427CoPl F E328Mieu m ra229Cli(Jelectronic spin or Sen Cation离子兀素原子电子排布3d轨道孤对电子数基态磁矩Fe2+3d64S23d644应Fe3+3d64S23ds55pBMn2+3d54S23ds5Or2+SdS13d444.BCo2+3d74S23d733BNi2+3dE4S23da22pBGd3+有7个未成对电子,Cr3+ 3个未成对电子.所以，Gd3+的离子磁矩为7B, Cr3+的离子磁矩K B.3、过渡族金属晶体中的原子（或离子）磁矩比它们各自的自由离子磁矩低的原因是什么?4、试绘图说明抗磁性、顺磁性、铁磁性物质在外场B=0的磁行为。5、分析物质的抗磁性、顺磁性、反铁磁性及亚铁磁性与温度之间的 关系？答：(1)抗磁性是由外磁场作用下电子循轨运动产生的附加磁矩所造成的，与温度无关，或 随温度变化很小。(2) 根据顺磁磁化率与温度的关系，可以把顺磁体分为三类，一是正常顺磁体，其原子磁化 率与温度成反比；二是磁化率与温度无关的顺磁体；三是存在反铁磁体转变的顺磁体，当温 度高于一定的转变温度TN时，它们和正常顺磁体一样服从局里外斯定律，当温度低于TN 时，它们的原子磁化率随着温度下降而减小，当T-0K时，磁化率趋于常数。(3) 反铁磁性物质的原子磁化率在温度很高时很小，随着温度逐渐降低，磁化率逐渐增大， 温度降至某一温度TN时，磁化率升至最大值；再降低温度，磁化率又减小。(4 )亚铁磁性物质的原子磁化率随温度的升高而逐渐降低。6、什么是自发磁化？铁磁体形成的条件是什么？有人说“铁磁性金属没有抗磁性”，对吗？为什么?a、组成铁磁性材料的原子或离子有未满壳层的电子，因此有固有原子磁矩。在铁磁性材料 中，相邻离子或原子的未满壳层的电子之间有强烈的交换耦合作用，在低于居里温度并且没 有外加磁场的情况下，这种作用会使相邻原子或离子的磁矩在一定区域内趋于平行或者反平 行排列，处于自行磁化的状态，称为自发磁化。b、铁磁性材料具有一个磁性转变温度:居里温度Tc。一般自发磁化随环境温度的升高而逐渐 减小，超过居里温度Tc后全部消失，此时材料表现出顺磁性，材料内部的原子磁矩变为混 乱排列。只有当Tr,则不是单畴结构；如果Rr，则肯定 是单畴结构。也就是说，单畴体有一个临界尺寸，但临界尺寸r不一定是单晶尺寸。当R 024、论述各类磁性x -T的相互关系抗磁性.Xd与温度无关，Xd T时显顺磁性T - T ccc反铁磁性:当温度达到某个临界值tn以上,服从居里-外斯定律4）铁磁性：Zf0, T0时，电子自旋不平行，则会引起系统交换能的增加，F 0,只有当不考 虑自旋轨道耦合时，交换能F是各向同性的.磁晶各向异性能F，是饱和磁化强度矢量在铁磁材料中取不同方向时随 时间而改变的能量，仅与磁化强度矢量在晶体中的相对晶轴的取向有关 F = 吃 HdM - f Ms HdM x V k oiiiolio。磁晶各向异性来源于电子自旋与轨道的相互耦合作用以及晶体电场效应. 这种原子或离子的自旋与轨道的耦合作用，会导致铁磁体的长度和体积的大 小发生变化,出现所谓的磁致伸缩铁磁体在受到应力作用时会发生相应的应变，从而引起磁弹性能F，包括由于自发形变而引起的磁应力能，包括外加应力和内应力铁磁体在外磁场中具有位能成为外磁场能舟外磁场能是铁磁体磁化的动力Fh =或。HM =或0M H cos 0有限尺寸的铁磁体材料,受到外加磁场H的变化，会在两端面上分别出现正负磁荷，从而产生减弱外磁场的磁场均匀磁化材料的退磁场能Fd为：F =-日 jMi dM = p jMNMdM =-日 NM2d 0 0 d 0 02 026、用能量的观点说明铁磁体内形成磁畴的原因。根据热力学定律，稳定的磁状态一定是对应于铁磁材料内总自由能极小值的状态. 磁畴的形成和稳定的结构状态，也是对应于满足总的自由能为极小值的条件.对 于铁材料来说，分成磁畴后比分成磁畴前能量缩小，故铁磁材料自发磁化后必然 分成小区域的磁畴，使总自由能为最低，从而满足能量最低原理.可见，退磁场能 是形成磁畴的原因。
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