大学物理固体物理课件.ppt

*************************************抗磁性：抗磁性的特点所有材料所有材料都具有抗磁性。外磁场在外磁场作用下，材料内部产生与外磁场方向相反的磁化强度。弱磁性抗磁性是一种弱磁性，磁化率为负值。顺磁性：顺磁性的特点原子磁矩材料中的原子具有永久磁矩。无序排列在没有外磁场时，原子磁矩无序排列，材料不显示磁性。外磁场在外磁场作用下，原子磁矩倾向于与外磁场方向一致，材料显示磁性。弱磁性顺磁性也是一种弱磁性，磁化率为正值。铁磁性：铁磁性的特点原子磁矩材料中的原子具有永久磁矩。1自发磁化在没有外磁场时，原子磁矩自发地平行排列，材料显示磁性。2居里温度当温度高于居里温度时，铁磁性消失，材料变为顺磁性。3反铁磁性：反铁磁性的特点1原子磁矩材料中的原子具有永久磁矩。2反平行排列原子磁矩反平行排列，材料不显示宏观磁性。3奈尔温度当温度高于奈尔温度时，反铁磁性消失，材料变为顺磁性。亚铁磁性：亚铁磁性的特点1原子磁矩材料中的原子具有永久磁矩。2反平行排列原子磁矩反平行排列，但大小不相等，材料显示宏观磁性。3铁氧体铁氧体是一种典型的亚铁磁性材料。磁畴：磁畴的形成与磁化过程1磁畴铁磁性材料内部存在许多小区域，每个小区域称为一个磁畴，磁畴内部的原子磁矩平行排列。2无外磁场在没有外磁场时，各个磁畴的磁矩方向随机排列，材料不显示宏观磁性。3外磁场在外磁场作用下，磁畴的磁矩方向逐渐与外磁场方向一致，材料被磁化。磁滞回线：磁滞回线的物理意义剩余磁化强度在外磁场撤去后，材料仍然保留的磁化强度。矫顽力使材料的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度。饱和磁化强度在外磁场足够强时，材料达到的最大磁化强度。磁滞回线是描述铁磁性材料磁化过程的曲线，它可以反映材料的磁性能。磁滞回线的形状取决于材料的成分、结构和加工工艺。通过分析磁滞回线，可以确定材料的剩余磁化强度、矫顽力和饱和磁化强度等参数。超导电性：超导现象的发现1911年荷兰物理学家昂内斯在研究金属汞的低温性质时，发现当温度降低到4.2K时，汞的电阻突然降为零。超导现象这种电阻突然消失的现象被称为超导现象。超导现象的发现是凝聚态物理学的一个重大突破。超导电性是指某些材料在特定温度下电阻突然降为零的现象。超导现象的发现是20世纪物理学的一个重要里程碑，它开启了超导材料和超导器件的研究和应用。超导材料具有零电阻和完全抗磁性等特殊性质，在能源、交通、医疗和信息等领域具有广泛的应用前景。迈斯纳效应：迈斯纳效应的解释完全抗磁性超导体不仅具有零电阻，还具有完全抗磁性，即超导体内部的磁场为零。迈斯纳效应当超导体处于外磁场中时，超导体内部会产生与外磁场方向相反的磁化强度，从而将外磁场完全排斥出去，这种现象被称为迈斯纳效应。超导特性迈斯纳效应是超导体的另一个重要特性，它是区分超导体和理想导体的关键。超导材料：第一类超导体定义第一类超导体是指具有单一临界温度和临界磁场的超导体。临界温度当温度低于临界温度时，材料进入超导态。临界磁场当磁场高于临界磁场时，材料失去超导性。金属大多数第一类超导体是金属元素，例如铅、锡和汞。超导材料：第二类超导体定义第二类超导体是指具有两个临界磁场的超导体。1混合态在两个临界磁场之间，超导体处于混合态，部分区域为超导态，部分区域为正常态。2应用第二类超导体具有较高的临界磁场，更适合用于制造高场超导磁体。3BCS理论：BCS理论简介1电子配对BCS理论认为，超导电性是由于电子配对形成的库珀对造成的。2声子媒介电子之间的吸引力是通过声子作为媒介实现的。3能隙库珀对的形成会导致能带出现一个能隙，能隙的存在是超导电性的关键。高温超导：高温超导材料的特点1铜氧化物大多数高温超导材料是铜氧化物。2复杂结构高温超导材料的晶体结构非常复杂。3高临界温度高温超导材料的临界温度高于液氮温度（77K）。高温超导材料是指临界温度高于液氮温度（77K）的超导材料。高温超导材料的发现是超导研究领域的一个重大突破，它使得超导技术的应用更加经济和可行。高温超导材料通常是铜氧化物，其晶体结构非常复杂，超导机理也与传统的BCS理论不同。高温超导材料在电力、电子、交通和医疗等领域具有广阔的应用前景。缺陷：点缺陷（空位、间隙原子）1空位晶格中缺失一个原子。2间隙原子原子占据了晶格中不应该占据的位置。3影响点缺陷会影响材料的力学、电学、光学和磁学性质。缺陷：线缺陷（位错）刃型位错晶体中多了一个原子面。