磁介質的分類

   各種磁介質的內部結構不完全相同， 按磁性可將介質分為三種。 我們先說明在沒有外磁場作用時的情況。
1、無外磁場作用時
    （1）在第一種磁介質中，每個分子的磁矩（相當于電介質中的有極分子），但各個分子磁矩的取向雜亂無章，沿各個方向都不占優勢，因而所有分子磁矩的矢量和

結論：無外磁場時這種磁介質在宏觀上不顯磁性。
    （2）在第二種磁介質中，每個分子里電子磁矩之和為零，即（相當于電介質中的無極分子）因此所有分子磁矩的總和為

結論：無外磁場時這種磁介質在宏觀上不顯磁性。
    （3）在第三種磁介質中，原子間的相互作用特別強，在這種情況下，介質內部形成一個個微小的區域，如圖7-2所示。在每個小區域中，原子磁矩的排列整齊，取向相同，因而具有很強的磁性，在圖中用一個箭頭符號表示。這樣的小區域稱為磁疇。由于介質中有大量的磁疇，在沒有外磁場時，這些磁疇磁矩的取向是雜亂無章的，因此
   磁疇

所以這種磁介質在無外磁場時宏觀上不顯磁性。
    實際上，磁疇的形狀并不象示意圖那樣簡單，其幾何線度也隨材料不同而異。磁疇可以在實驗室中觀察到，其線度從微米 數量級到毫米 數量級范圍內。 

2、有外磁場作用時
    當存在磁場時，在每個電子磁矩 上要增加一個附加磁矩。我們取電子的軌道平面與外磁場的磁感應強度互相垂直的特殊情況進行討論。如圖7-3所示，電子自身的磁矩與平行反向。中外磁場由0增加到的過程中，在空間要激發感生磁場，與反向，使電子在軌道上某點受到的感生電場力與電子在該點處的速度同向，因此電子被加速，其速度 從增大到，角速度也相應地從增大到。在電子運動軌道不變的情況下，電子運動速度增大相當于電流環流增強，因而電子磁矩也要增大即由增加到。下面，對附加磁矩與磁場的關系作定量的分析。
    在沒有外磁場時，電子眼圓形軌道運動的線速度的大小為，設軌道半徑為，則

使電子作圓周運動的法向力是原子核對電子的吸引力，即

式中m為電子的質量。當外磁場的磁感應強度為時，運動電子受到的洛侖茲力為

    按右手螺旋關系，與同向。這時電子運動的角速度變為。假設軌道的半徑不變，則
（7-4）
    將式（7-4）展開后減去式（7-3），得

當 不太大時 ，上式兩邊的第二項均可忽略，即可解得
        （7-5）
    當外磁場的磁感應強度為時，電子運動的角速度增加了 ，電子磁矩也有相應的增量，按式（7-1），得

上式減去式（7-1）得

    將式（7-5）代入，得
（7-6） 

式中的負號表明，與反向。同理可證，當電子自身的磁矩與平行時，電子的附加磁矩與的關系仍滿足式（7-6）。所以說，電子的附加磁矩具有反抗外加磁場的性質。
    式（7-6）是從電子的軌道平面與外磁場的感應強度互相垂直的特例中導出的，而在一般情況小，電子的軌道平面與并不垂直。如圖7-4所示，這時電子的附加磁矩 的方向與仍然反向，式（7-6）雖然是通過特例導出，但它具有普遍的意義。下面，我們對三種磁介質在有外磁場的情況進行討論。
  
    （1）第一種磁介質，無外磁場時分子磁矩 ；在有外磁場時，一方面分子磁矩沿方向取向，另一方面附加分子磁矩 與反向，由于 ，所以總磁矩不為零，總磁矩沿的方向，介質被磁化了。也就是說，這種介質處于外磁場中時， 在宏觀上顯示了磁性并產生附加磁場，使介質所在空間的磁場增強。設附加磁場的磁感應強度為，則磁場強度為

或      

    我們將這種磁介質稱為順磁質。實際上，由于分子的熱運動，分子磁矩的取向總不可能完全一致。一定的溫度下，的取向按一定的統計規律分布。外磁場越強，溫度越低，的取向越整齊，磁性越強。撤去外磁場后磁性又消失。氧（）、氧化氮（）及順磁性鹽（某些堿性元素、堿土元素及稀土元素的鹽）都是順磁質。
    （2）第二種磁介質，無外磁場時分子磁矩 ；在有外磁場時,其分子磁矩仍為零，而附加分子磁矩 與反向，因此總磁矩仍不為零，而附加分子磁矩與 反向， 因此總磁矩也不為零，而且與反向。這種磁介質在宏觀上顯示的附加磁場減弱了外磁場的作用，即
而       
    我們將這種磁介質稱為抗磁質。附加磁矩抗磁質產生磁化的唯一原因。磁化的強弱不隨溫度而變，撤去外磁場則磁化立即消失。堿金屬鹽類及鹵素等都是抗磁質。
    （3）第三種磁介質，在無外磁場時所有磁疇磁矩的矢量和為零；在有外磁場時，每個磁疇的磁矩都沿的方向規則地排列，從而在空間上顯示出很強的附加磁場。這個附加磁場顯著地增強了介質所在空間的磁場，不僅有

及

而且，既使外磁場很弱（），介質的磁化也很強。我們將這種磁介質稱為鐵磁質。鐵（）鎳（Ni） 鈷（）三種元素， 以及這三種和其他元素的多種合金都是鐵磁質。