大学物理(7.6.1)--磁介质及磁化微观机制
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B第六章 磁介质(magnetic medium )[基本要求]1、理解三种磁介质磁化的微观机制和束缚电流的产生,了解磁化强度的意义。
2、理解磁场强度的定义及磁场强度的环路定理的意义并能利用它们求解有磁介质存在时具有一定对称性的磁场的问题。
3、了解铁磁介质的特性。
4、掌握磁场的边界条件,会计算简单的磁路问题。
5、理解磁场能量的概念和磁场能量密度公式。
[重点难点]1、磁化强度矢量M 和磁导率μ是本章的重要物理量,掌握M与磁化电流的关系;深刻理解磁场强度H的意义,掌握有磁介质时的安培环路定理,并会用该定理计算某些特殊情况下磁介质中的磁场分布。
明确B ,H ,M三者的联系和区别。
2、掌握磁场的边界条件。
3、明确磁场作为物质存在的一种形态,具有能量。
[教学内容]§1 分子电流观点 一、磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系1、 有关磁介质磁化理论的两种观点: 1) 磁荷观点2) 分子电流观点:即安培的分子环流假说例:软铁棒:分子是一个复杂的带电系统。
一个分子有一个等效电流i , 即称分子环流。
a)无外磁场时一般由于分子的热运动,各分子环流的取向完全是混乱的。
b)有外磁场时在外磁场的力矩作用下,分子环流的取向会发生转向, 在一定程度上沿着场的方向排列,这就是软磁棒的“磁化”。
外磁场越强,转向排列越整齐。
c)结果:当介质均匀时由于分环流的回绕方向一致,在内MBdlP mP mPi π r 2M θdl BidlS dI ’部任何两个分子环流中相邻的那一对电流元回绕方向总是彼此相反,相互抵消。
即在宏观上,这横截面内所有分子环流的总体与沿截面边缘的一个大环形电流等效,就象是一个由磁化电流组成的“螺线管”,它在棒内的方向与外磁化场一致,则增加了原磁场。
2、磁化强度矢量:磁化的强弱还可以用磁化强度来描述。
定义磁化强度:单位体积内分子磁矩的矢量和。
V m M ∆≡∑分子(∆V −−宏观小、微观大)单位:安每米(A/m )3. 磁化电流与磁化强度的关系在磁介质内取一宏观体积元,分子看成完全一样的电流环,即环具有同样的面积a 和取向,则介质中的磁化强度为a nI VmM=∆≡∑分子任取一微小矢量元ld ,它与B 的夹角为θ,则与l d 套住的分子电流的中心都是位于以ld 为轴、以a 为底面积的小柱体内。
《大学物理》课程教学大纲一、课程基本信息总学时136学时,讲课102学时,习题讨论课26学时,演示实验8三、课程教学的有关说明1、本课程课内外学时比例:1:2;平均周学时:4。
2、本课程是公共基础课,分连续两个学期完成。
3、在教学中注意把传统教学手段和现代化教学手段相结合,充分利用现代化教学手段进行教学。
四、对于能力培养的基本要求通过大学物理课程教学,应注意培养学生以下能力:1.独立获取知识的能力——逐步掌握科学的学习方法,阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和科技文献,不断地扩展知识面,增强独立思考的能力,更新知识结构;能够写出条理清晰的读书笔记、小结或小论文。
2.科学观察和思维的能力——运用物理学的基本理论和基本观点,通过观察、分析、综合、演绎、归纳、科学抽象、类比联想、实验等方法培养学生发现问题和提出问题的能力,并对所涉问题有一定深度的理解,判断研究结果的合理性。
3.分析问题和解决问题的能力——根据物理问题的特征、性质以及实际情况,抓住主要矛盾,进行合理的简化,建立相应的物理模型,并用物理语言和基本数学方法进行描述,运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。
五、对于素质培养的基本要求通过大学物理课程教学,应注重培养学生以下素质:1.求实精神——通过大学物理课程教学,培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。
2.创新意识——通过学习物理学的研究方法、物理学的发展历史以及物理学家的成长经历等,引导学生树立科学的世界观,激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望,以及敢于向旧观念挑战的精神。
3.科学美感——引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征,培养学生的科学审美观,使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律,逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。
六、教学内容及基本要求模块1力学:第一单元质点运动学第一讲质点运动的描述,第二讲圆周运动与一般平面曲线运动,第三讲相对运动基本要求:1、质点运动的描述(1)掌握:位矢、位移、速度、加速度等物理量的定义及表达式,能够从已知的运动方程求导得到速度、加速度;同时能够从已知的速度或加速度积分得出运动方程。