首页 >
磁化率
✍ dations ◷ 2025-07-21 12:39:18 #磁化率
在电磁学中,磁化率(英语:magnetic susceptibility)是表征物质在外磁场中被磁化程度的物理量。磁化率,通常标记为
χ
m
{displaystyle chi _{m},!}
,以方程定义为其中,
M
{displaystyle mathbf {M} ,!}
是物质的磁化强度(单位体积的磁偶极矩),
H
{displaystyle mathbf {H} ,!}
是磁场强度。满足这定义的物质,通常称为线性介质。采用国际单位制,
H
{displaystyle mathbf {H} ,!}
定义为其中,
μ
0
{displaystyle mu _{0},!}
是真空磁导率,
B
{displaystyle mathbf {B} ,!}
是磁感应强度。所以,
B
{displaystyle mathbf {B} ,!}
可以表达为其中,
μ
r
{displaystyle mu _{r},!}
是相对磁导率,
μ
=
μ
0
μ
r
{displaystyle mu =mu _{0}mu _{r},!}
是磁导率。磁化率与相对磁导率的关系方程为磁化率与磁导率的关系方程为若
χ
m
{displaystyle chi _{m},!}
为正值,则
1
+
χ
m
>
1
{displaystyle 1+chi _{m}>1,!}
,物质的磁性是顺磁性、铁磁性、亚铁磁性或反铁磁性。对于这案例,物质的置入会使得
B
{displaystyle mathbf {B} ,!}
增强;若
χ
m
{displaystyle chi _{m},!}
为负值,则
1
+
χ
m
<
1
{displaystyle 1+chi _{m}<1,!}
,物质的磁性是抗磁性,物质的置入会使得
B
{displaystyle mathbf {B} ,!}
减弱。对于顺磁性或抗磁性物质,通常
χ
m
{displaystyle chi _{m},!}
的绝对值都很小,大约在 10-6 到 10-5 之间,大多时候可以忽略为 0 。在真空里,磁化率是 0 ,相对磁导率是 1 ,磁导率等于真空磁导率,值为
4
π
×
10
−
7
{displaystyle 4pi times 10^{-7},!}
。简言之,施加具有梯度的磁场于物质样品,然后测量样品感受到的作用力差值,代入相关公式,即可得到磁化率。早期,科学家使用古依天平(英语:Gouy balance)来测量磁化率。测试的样品悬挂在电磁铁的两极之间。由于电磁铁作用,样品的表观重量会与磁化率成正比。读得古依天平所显示的表观重量值后,代入相关公式中。即可得到磁化率。现今,高端测量系统使用超导磁铁来得到更准确的磁化率。还有一种新颖的产品,称为艾凡斯天平(英语:Evans balance),广泛地使用于全世界的课堂及研发实验室。它测量的是,在置入样品之前与之后,强大磁铁所感受到的作用力差值。另外,对于样品溶液,应用核磁共振科技,可以测量出其磁化率。只要比较样品溶液与参考溶液的核磁共振频率的差异,代入公式,即可求得样品溶液的磁化率。大多数晶体的磁化率不是标量。当施加
H
{displaystyle mathbf {H} ,!}
于晶体,所响应 (response) 的磁化强度
M
{displaystyle mathbf {M} ,!}
与晶体的取向有关,因此可能不与磁场强度
H
{displaystyle mathbf {H} ,!}
同方向。将磁化率以张量来定义:其中,下标
i
{displaystyle i,!}
和
j
{displaystyle j,!}
指的是矢量沿着某个坐标轴的分量(例如,直角坐标系的x-轴、y-轴和 z-轴)。χ
i
j
{displaystyle chi _{ij},!}
是个二阶张量,量纲为
(
3
,
3
)
{displaystyle (3,,3),!}
,描述因为外磁场施加于 j 方向,而产生的磁化强度在 i 方向的分量。对于铁磁性晶体,
M
{displaystyle mathbf {M} ,!}
和
H
{displaystyle mathbf {H} ,!}
之间呈非线性关系。
为了也能够表明这关系,采用更广义的定义,称为微分磁化率:其中,
χ
i
j
{displaystyle chi _{ij},!}
是由
M
{displaystyle mathbf {M} ,!}
的分量对于
H
{displaystyle mathbf {H} ,!}
的分量的偏导数。前面所述定义和方程都采用国际单位制 (SI) 。但在很多磁化率的表格中都采用 CGS单位制
(常标记为 emu 或 e.m.u. , 电磁单位的英文简写)。它们都依靠着不同定义的真空磁导率:CGS 单位制的无量纲的磁化率,乘以
4
π
{displaystyle 4pi ,!}
,就可以得到国际单位制的无量纲的磁化率:例如,在 20°C ,水的磁化率,在国际单位制是 −9.04×10−6,在 CGS 单位制是 −7.19×10−7 。质量磁化率
χ
m
a
s
s
{displaystyle chi _{mass},!}
定义为其中,
ρ
{displaystyle rho ,!}
是密度,其单位,在国际单位制是 kg·m-3,在CGS 单位制是 g·cm-3。质量磁化率的单位,在国际单位制是 m3·kg-1,在CGS 单位制是 cm3·g-1。摩尔磁化率
χ
m
o
l
{displaystyle chi _{mol},!}
则定义为其中,
M
{displaystyle {mathcal {M}},!}
是摩尔质量,其单位,在国际单位制是 kg·mole-1,在CGS 单位制是 g·mole-1。摩尔磁化率的单位,在国际单位制是 m3·mol-1,在CGS 单位制是 cm3·mole-1。
相关
- 革兰氏染色法革兰氏染色(英语:Gram Staining)是用来鉴别细菌的一种方法:这种染色法利用细菌细胞壁上的生物化学性质不同,可将细菌分成两类,即革兰氏阳性(英语:Gram Positive)与革兰氏阴性(英语:Gram
- 量子计算机量子计算机(英语:Quantum computer)是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。不同于电子计算机(或称传统计算机),量子计算用来存储数据的对象是量子比特,它使用量子算法来进行数据操
- 土壤压实土壤压实是指家畜或碾压机器的重量压在土壤上,导致土壤失去其内部的空隙。土壤压实,也可能会导致土壤中缺水。因为土壤变得不那么能够吸收雨水,从而增加了地表溢流和土壤侵蚀的
- 美军亵渎古兰经事件美军亵渎古兰经事件,是发生于2005年的一系列美国军队人员亵渎《古兰经》的事件的总称,事件的曝光引发伊斯兰世界广泛的抗议,也招致世界对美国压制新闻自由的批评。据报道,事件发
- 南部非洲发展共同体南部非洲发展共同体(Southern African Development Community,简称SADC)前身为1980年4月1日成立的Southern African Development Coordination Conference(简称SADCC),1992年8月17
- 辅酶M辅酶M(英语:Coenzyme M,2-巯基乙烷磺酸)是在产甲烷菌代谢途径的甲基转移反应中所需的一种辅酶。此辅酶是具有结构式HSCH2CH2SO3-的阴离子,被称为2-巯基乙烷磺酸盐,缩写为HS-CoM。
- 朝鲜民主主义人民共和国社会主义宪法朝鲜民主主义人民共和国主题《朝鲜民主主义人民共和国社会主义宪法》(韩语:조선민주주의인민공화국 사회주의헌법)是朝鲜民主主义人民共和国的宪法,于1998年至2012年间称为《金
- 三硝酸甘油酯硝酸甘油(Nitroglycerin)(C3H5N3O9),又称硝酸甘油酯、三硝酸甘油酯、三硝酸丙三酯,是甘油的三硝酸酯,是一种爆炸能力极强的炸药。1847年由都灵大学的化学家索布雷洛发明。常有人
- 陆军工兵学校陆军工兵训练中心,简称工训中心,位于台湾高雄市燕巢区,阿公店水库旁,是一所隶属于陆军教育训练暨准则发展指挥部的兵监学校。
- 山系山系(英语:mountain system)是有一定联系并按大致相近的方向,且由许多山脉组合成的山体。其较山脉规模更大,例如喜马拉雅山系、昆仑山系、科迪勒拉山系、阿尔卑斯山系等。