类似电介质的讨论,从物质电结构来说明磁性的起源。
介质的分子(原子)中的所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和,称为分子磁矩。
分子的磁效应可用分子磁矩来表示,并可用具有相同磁矩的圆电流来替代分子。设分子电流的电流强度为I,圆面积S,对应的分子磁矩为
式中en为圆电流平面法向单位矢量,它与电流方向成右手螺旋关系。
(1) 抗磁质
磁介质的分子磁矩为零,在外磁场中,各个分子中的电子都因拉莫进动而产生感应磁矩。
感应磁矩的方向与外磁场方向相反,相应的附加磁场的方向也与外磁场方向相反,使介质中的磁感应强度减弱。抗磁质在外磁场中的磁化过程称为感应磁化。
(2) 顺磁质
磁介质的分子磁矩不为零,在无外磁场时,各个分子磁矩的方向完全无规则,宏观上不产生磁效应。
有外磁场时,各个分子磁矩将转向外磁场方向。达到平衡时,分子磁矩将不同程度地沿外磁场方向排列起来,在宏观上呈现出附加磁场,附加磁场的方向与外磁场方向相同,使介质中的磁感应强度增加。
顺磁质在外磁场中也会出现感应磁矩,但它比分子磁矩约小5个数量级,因此完全可以忽略。顺磁场在外磁场中的磁化过程称为取向磁化。