热门问题
时间线
聊天
视角

磁化率

来自维基百科,自由的百科全书

Remove ads

電磁學中,磁化率(英語:magnetic susceptibility)是表徵物質在外磁場中被磁化程度的物理量。

定義

磁化率,通常標記為 ,以方程式定義為

其中, 是物質的磁化強度(單位體積的磁矩),磁場強度

滿足這定義的物質,通常稱為線性介質。採用國際單位制 定義為

其中,真空磁導率磁感應強度

所以, 可以表達為

其中,相對磁導率 是磁導率。

磁化率與相對磁導率的關係方程式為

磁化率與磁導率的關係方程式為

Remove ads

磁化率的正負號:抗磁性和其它種磁性

Thumb
不同磁性種類的物質的磁結構

為正值,則 ,物質的磁性是順磁性鐵磁性亞鐵磁性反鐵磁性。對於這案例,物質的置入會使得 增強;

為負值,則 ,物質的磁性是抗磁性,物質的置入會使得 減弱[1]

對於順磁性或抗磁性物質,通常 的絕對值都很小,大約在 10−6 到 10−5 之間,大多時候可以忽略為 0 。

真空裏,磁化率是 0 ,相對磁導率是 1 ,磁導率等於真空磁導率,值為

Remove ads

測量磁化率的方法

簡言之,施加具有梯度的磁場於物質樣品,然後測量樣品感受到的作用力差值,代入相關公式,即可得到磁化率[2]。早期,科學家使用古依天平英語Gouy balance來測量磁化率。測試的樣品懸掛在電磁鐵的兩極之間。由於電磁鐵作用,樣品的表觀重量會與磁化率成正比[3]。讀得古依天平所顯示的表觀重量值後,代入相關公式中。即可得到磁化率。現今,高端測量系統使用超導磁鐵來得到更準確的磁化率。還有一種新穎的產品,稱為艾凡斯天平英語Evans balance,廣泛地使用於全世界的課堂及研發實驗室。它測量的是,在置入樣品之前與之後,強大磁鐵所感受到的作用力差值[4]。另外,對於樣品溶液,應用核磁共振科技,可以測量出其磁化率。只要比較樣品溶液與參考溶液的核磁共振頻率的差異,代入公式,即可求得樣品溶液的磁化率[5][6][7]

張量磁化率

大多數晶體的磁化率不是純量。當施加 於晶體,所響應 (response) 的磁化強度 與晶體的取向有關,因此可能不與磁場強度 同方向。將磁化率以張量來定義:

其中,下標 指的是向量沿著某個坐標軸的分量(例如,直角坐標系的x-軸、y-軸和 z-軸)。

是個二階張量因次 ,描述因為外磁場施加於 j 方向,而產生的磁化強度在 i 方向的分量。

Remove ads

微分磁化率

對於鐵磁性晶體, 之間呈非線性關係。 為了也能夠表明這關係,採用更廣義的定義,稱為微分磁化率:

其中, 是由 的分量對於 的分量的偏導數

Remove ads

國際單位制與 CGS 單位制之間的單位轉換

前面所述定義和方程式都採用國際單位制 (SI) 。但在很多磁化率的表格中都採用 CGS單位制 (常標記為 emue.m.u. , 電磁單位的英文簡寫)。它們都依靠著不同定義的真空磁導率[8]

CGS 單位制的無因次的磁化率,乘以 ,就可以得到國際單位制的無因次的磁化率[8]

例如,在 20°C ,水的磁化率,在國際單位制是 −9.04×10−6,在 CGS 單位制是 −7.19×10−7

Remove ads

質量磁化率和莫耳磁化率

質量磁化率 定義為

其中,密度,其單位,在國際單位制是 kg·m−3,在CGS 單位制是 g·cm−3

質量磁化率的單位,在國際單位制是 m3·kg−1,在CGS 單位制是 cm3·g−1

莫耳磁化率 則定義為

其中,莫耳質量,其單位,在國際單位制是 kg·mole−1,在CGS 單位制是 g·mole−1

莫耳磁化率的單位,在國際單位制是 m3·mol−1,在CGS 單位制是 cm3·mole−1

Remove ads

磁化率表格

更多資訊 , ...
Remove ads

參閱

參考文獻

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads