
【电】 transverse magnetiztion
横向磁化(transverse magnetization)是磁学领域中描述磁性材料内部磁矩方向与外部磁场存在特定空间关系的专业术语。根据《电磁学导论》(高等教育出版社)的定义,当磁性物质在外部磁场作用下,其内部磁矩方向与磁场传播方向形成垂直或接近90度的空间排布时,该磁化状态即被定义为横向磁化。
这一现象的形成机制可通过Maxwell方程组进行解释:$$ abla times mathbf{H} = mathbf{J} + frac{partial mathbf{D}}{partial t} $$ 在静磁条件下,磁化强度矢量M与磁场强度H的关系满足$$ mathbf{B} = mu_0(mathbf{H} + mathbf{M}) $$,当磁矩方向与磁场传播方向正交时,材料将呈现独特的电磁特性。
中国科技术语审定委员会公布的《物理学名词》指出,该现象在磁记录技术、核磁共振成像(MRI)设备、磁性传感器等领域具有关键应用价值。例如在硬盘存储技术中,通过控制磁化方向与数据轨道的垂直关系,可显著提升存储密度。
相较于纵向磁化(longitudinal magnetization)的平行排布方式,横向磁化体系因存在更强的各向异性,往往表现出更优的高频响应特性。这一差异在IEEE标准145-1993《电磁场术语》中有详细的技术参数对比。
横向磁化是核磁共振(NMR)或磁共振成像(MRI)中的关键概念,具体指原子核磁矩在外加磁场和射频脉冲作用下的特定状态。以下是详细解释:
横向磁化是指磁化矢量方向与主磁场(纵向,即$B_0$方向)垂直的磁化分量。当对处于主磁场中的组织施加一个与外磁场方向成90度的射频(RF)脉冲时,原本沿纵向排列的磁矩会被激发,偏离平衡态并绕主磁场进动,形成横向磁化。这一过程将纵向磁化转换为横向磁化。
横向磁化具有不稳定性,在RF脉冲停止后会迅速衰减,称为横向弛豫(T2弛豫)。其衰减表现为:
横向磁化是核磁共振信号检测的直接来源。通过接收线圈可检测到横向磁化进动产生的电磁信号,这些信号经处理后用于构建图像或分析物质成分。在医学成像中,不同组织的T2差异可提供对比度,帮助区分病变与正常组织。
横向磁化是核磁共振中由射频脉冲激发的短暂磁化状态,其衰减特性(T2)与物质微观环境密切相关,为物理、化学及医学领域的磁共振技术提供了核心理论基础。
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