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磁性物理实验讲义磁性物理课程组编写电子科技大学微电子与固体电子学院二O一二年九月目录一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (1)二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 (3)三、磁致伸缩系数测量与分析 (6)四、磁化强度测量与分析 (9)五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 (11)六、磁畴结构分析表征 (12)一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析(一)、实验目的：了解磁性材料的起始磁导率的测量原理，学会测量材料的起始磁导率，并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。
(二）、实验原理及方法：一个被磁化的环型试样，当径向宽度比较大时，磁通将集中在半径附近的区域分布较密，而在外半径附近处，磁通密度较小，因此，实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。
为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况，引入有效尺寸参数。
有效尺寸参数为：有效平均半径r e，有效磁路长度l e，有效横截面积A e，有效体积V e。
矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。
⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=211211lnrrrrre（1）⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=211211ln2rrrrleπ（2）⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=2112211lnrrrrhAe（3）eeelAV=（4）其中：r1为环型磁芯的半径，r2为环型磁芯的外半径，h为磁芯高度。
利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性，尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时，应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。
材料的起始磁导率（iμ）可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量（L）而计算得到。
计算公式如式（5）所示。
20i eeA NLlμμ=（5）其中：μ0为真空磁导率，4π×10-7H ·m -1；N 为线圈匝数。
磁性材料起始磁导率（µi ）的定义式如式（6）所示。
可知，起始磁导率的温度特性依赖于材料磁感应强度（B ）的温度特性，而磁感应强度和磁化强度（M ）之间满足式（7），因此可知，材料起始磁导率的温度特性可反映材料磁化强度的温度特性。
物理磁学教案
本文将为大家介绍一份高中物理课程中的物理磁学教案。
物理磁学是高中物理学习中的一个重要分支，通过学习此教案可以帮助学生更好地理解物理磁学的基础概念和实验，提高其学习效果。
一、知识点概述
本节对物理磁学的基础概念进行介绍。
包括磁荷、磁场、磁感应强度以及洛仑兹力等概念。
通过图示和例题，让学生更清晰地掌握这些概念。
二、实验环节
本节通过实验的方式帮助学生更好地理解物理磁学的基本原理。
提供目标、步骤和实验记录表等内容，包括有关磁场强度和洛伦兹力的实验。
学生可以通过实验感受到物理磁学在实际应用中的重要性。
三、答案解析
本节提供实验答案和解析，学生可以通过对比自己的实验结果来检验自己的理解情况，并吸收老师提供的一些技巧。
四、应用拓展
本节提供一些物理磁学的应用案例，帮助学生更好地掌握知识点，并了解物理磁学在实际生活和工程中的应用。
旨在引起学生对物理学科的兴趣和思考。
五、课后习题
通过课后习题来提高学生对所学内容的掌握情况。
习题包括选择题和计算题，可以检测学生对所学内容的理解和掌握水平。
六、教学反思
本节主要对教学过程进行总结和反思，以便不断完善教学方法，提高教学效果。
同时可以为今后的相似教学提供借鉴。
总结：通过这份物理磁学教案的学习，学生将会更好地掌握物理磁学的基础概念和实验操作，准确理解物理磁学的应用场景和方法。
同时学生也可以运用此教案提高应用能力和思考能力，有利于学生在高中物理课程中的学习。
物理学中的磁学高中一年级物理科目教案引言：磁学是物理学中的一门重要学科，它研究磁场的产生、性质和相互作用。
在高中一年级的物理科目中，磁学作为其中一部分内容，对学生的物理素养和科学思维的培养具有重要作用。
本教案旨在为高中一年级物理教师提供教学参考，以帮助学生全面理解和掌握磁学的基础知识。
一、教学目标1. 了解磁学的基本概念、磁场的产生和磁力的作用。
2. 理解磁场在磁铁中的表现形式和磁力线的基本特征。
3. 掌握安培定则、左手定则等磁场与电流相互作用的规律。
4. 能够应用磁学相关知识解决简单的实际问题。
二、教学内容1. 磁学基础知识的讲解：a. 磁学的定义和研究对象。
b. 磁体的分类和磁体的磁性特征。
c. 磁场的本质和磁场的产生方式。
2. 磁场特性的探究：a. 磁力线的定义和表示方法。
b. 磁力线的性质和运动规律。
c. 磁性材料在磁场中的表现。
3. 磁场与电流的相互作用：a. 安培定则和左手定则的引入。
b. 电流导线在磁场中的受力和受力方向的确定。
c. 电磁铁的原理和应用。
4. 磁学知识的应用实例：a. 电磁感应的基本原理和应用。
b. 磁力与力的平衡问题的解决思路。
三、教学方法1. 板书讲解法：通过精细的板书图示，将磁场的概念、磁力线的特征及其在磁性材料中的展现、安培定则、左手定则等知识点清晰地呈现给学生。
2. 实验探究法：引导学生通过简单的实验，观察磁场的产生和磁力的作用，巩固对磁学相关概念的理解和掌握。
3. 提问引导法：通过提问，激发学生的思考和讨论，帮助他们深入理解磁学知识，培养科学思维和解决问题的能力。
四、教学步骤1. 导入阶段：a. 调动学生的学习兴趣，通过观察磁场的实例，激发学生对磁学的思考。
b. 引导学生思考磁学的应用领域和意义。
2. 知识讲解阶段：a. 介绍磁学的基本概念和研究对象。
b. 解释磁性材料在磁场中的表现形式，如吸铁石的吸引力等。
c. 通过实验或图示，演示磁力线的表示方法和特点。
《磁性物理学》教学大纲
Magnetism in Physics
课程代码： M102105
总学时：（理论+实验）56+12 学分：4
课程性质：专业方向课课程类别：必修
先修课程：普通物理、理论物理、固体物理面向专业：应用物理学
开课学科：凝聚态物理学开课二级学院：理学院
执笔：崔玉建审校：焦志伟
一、课程的地位与任务
本课程是应用物理专业的专业方向基础课。
主要介绍磁现象和规律、磁性起源及自发磁化理论、铁磁体内的能量、磁畴和技术磁化、铁磁物质在交变场作用下的磁化特性、各种磁物理效应和磁性材料的应用。
以此作为学习其它专业方向课的基础。
二、课程主要内容与基本要求
第一章
1、熟练掌握各基本磁学量的物理概念及其相互关系；理解磁化曲线和磁滞回线。
2、掌握磁体中静磁能的概念，理解退磁场的概念，理解简单几何形状磁体退磁因子的计算方法；会进行磁滞回线的退磁修正。
3、了解磁路的简单概念。
实践环节：了解磁场、磁感应强度的测量方法。
第二章
1、理解洪特定则，会计算原子或离子的磁矩。
2、了解轨道角动量淬灭的条件。
3、了解晶体的能带理论对金属磁矩的解释。
第三章
1、掌握顺磁物质的基本物理特性，理解朗之万的经典和量子理论顺磁性理论；
2、掌握铁磁物质的基本物理特性，理解奈尔的铁磁学理论，理解居里温度与分子场系数的关系；理解海森堡铁磁学理论的基本概念；分子场系数、居里温度与交换积分常数的关系；物质出现铁磁与反铁磁的条件。
了解贝斯统计理论和自旋波理论。
3、掌握反铁磁性和亚铁磁性的基本物理特性；理解分子场理论对反铁磁和亚铁磁性的唯象理论处理；理解超交换作用的基本概念。
4、掌握铁氧体的结构、磁矩和磁特性。
实践环节：了解铁氧体的制备方法和磁性的测量方法。
第四章
1、掌握常见的磁性材料的磁晶各向异性，掌握单轴晶体和立方晶体的各向异性能的计算；了解磁晶各向异性场的概念；了解产生磁晶各向异性的机理；了解磁性材料的其它几种各向异性；了解磁晶各向异性性能的测量方法。
2、掌握磁致伸缩的基本概念；掌握立方晶体的磁致伸缩公式；了解
单轴晶体的磁致伸缩的公式；了解磁致伸缩的物理根源。
3、掌握磁弹性能的物理概念及几种简单情况下的计算方法；理解磁弹性能的物理意义。
第五章
1、理解铁磁体中的退磁能是形成磁畴的原动力；对磁畴、畴壁有清晰的物理概念。
2、理解畴壁形成原理，壁内原子磁矩取向规律以及畴壁的厚度和能量的简单计算。
3、了解各种类型的磁畴结构，掌握运用平衡条件求解磁畴结构的方法。
4、了解微粒、薄膜磁体的磁畴结构及其应用。
实践环节：磁畴的观察
第六章
1、理解磁化、反磁化过程，理解畴壁位移起始磁导率，转动磁化起始
磁导率和矫顽力的计算。
2、理解不可逆磁化过程的分析和反磁化过程的计算。
第七章
1、了解铁磁物质在交流磁场作用下的动态特性，掌握各种损耗的计算方法。
2、了解畴壁的动态方程和畴壁的自然共振，掌握??， ???随频率ｆ变化的关系曲线。
第八章
1、掌握软磁铁氧体磁性材料的制备方法和测量方法。
2、掌握永磁铁氧体磁性材料的制备方法和测量方法。
实践环节：磁性材料的制备方法和测量。
第九章
1、了解铁磁体中磁阻效应、磁热效应、霍尔效应、磁光效应及其起源；
2、理解解磁性材料的使用范围和基本特点。
实践环节：了解磁阻效应、磁热效应、霍尔效应、磁光效应。
本课程要求完成课外习题20－30道。
三、课程教学学时安排
四、考核方法及成绩评定
1、考核类别：考试
2、考核形式：闭卷
3、成绩评定：百分制，平时成绩20％，期末考试成绩80％
五、推荐教材
《铁磁性物理》近用聪信（日）着，葛世慧译，兰州大学出版社；2002年7月。
《磁学基础与磁性材料》，严密，彭晓领编着，浙江大学出版社，2006年4月。
六、主要参考书
1、Modern Magnetic Materials Principles and Applications，Robert C, O’handley, by John wiley＆Sons, Inc. 2000。
2、《磁性物理学》，宛德福编，电子工业出版社，1994年11月
3、《铁磁学》，北京大学物理系铁磁学编写组，1976年3月。
