體積磁化率英文解釋翻譯、體積磁化率的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 volume susceptibility
分詞翻譯:
體積的英語翻譯:
bulk; cubage; solidity; volume
【化】 volume
【醫】 volume
【經】 cubic measure; volume
磁化率的英語翻譯:
【化】 magnetic susceptibility
【醫】 k.
專業解析
體積磁化率(Volume Magnetic Susceptibility),通常用符號 (chi_v) 表示,是描述物質在外加磁場作用下被磁化難易程度的一個無量綱物理量。它定量地表征了單位體積的材料在單位強度的外磁場中産生的磁化強度。
其定義式為:
$$
chi_v = frac{M}{H}
$$
其中:
- (M) 是材料的磁化強度(Magnetization),單位為安培每米(A/m)。它表示材料内部單位體積的磁矩,即材料被磁化的程度。
- (H) 是外加磁場強度(Magnetic Field Strength),單位為安培每米(A/m)。它是驅動材料磁化的原動力。
詳細解釋:
-
物理意義:
- 體積磁化率 (chi_v) 反映了材料對外加磁場的響應能力。(chi_v) 的值越大,表明在相同的外磁場 (H) 作用下,材料内部産生的磁化強度 (M) 越強,即材料越容易被磁化。
- 它是一個本征屬性,與材料的形狀和尺寸無關(不同于總磁矩),主要取決于材料的化學成分、晶體結構、溫度等内在因素。
-
與磁化率的關系:
- 體積磁化率是最常用的磁化率形式。有時也會用到質量磁化率 ((chi_m = chiv / rho),其中 (rho) 是密度) 或摩爾磁化率 ((chi{mol} = M_m chi_v / rho),其中 (M_m) 是摩爾質量),它們通過密度或摩爾質量與體積磁化率相關聯,方便在不同材料間進行比較。
-
符號與磁性分類:
- (chi_v > 0):材料是順磁性的(Paramagnetic)。磁化方向與外場方向相同,但磁化強度通常很小。例如:鋁、氧氣。
- (chi_v < 0):材料是抗磁性的(Diamagnetic)。磁化方向與外場方向相反,磁化強度非常微弱。所有物質都具有抗磁性,但在順磁性和鐵磁性物質中常被掩蓋。例如:水、銅、铋。
- (chi_v >> 0) (且數值很大):材料通常是鐵磁性(Ferromagnetic)、亞鐵磁性(Ferrimagnetic)或反鐵磁性(Antiferromagnetic,其淨磁化可能很小)。鐵磁性和亞鐵磁性材料能被強烈磁化,即使在沒有外場時也可能保留磁化(剩磁)。例如:鐵、钴、鎳、鐵氧體。
-
單位:
- 體積磁化率 (chi_v) 是一個無量綱量(Dimensionless quantity)。雖然在定義式中 (M) 和 (H) 的單位都是 A/m,但它們的比值沒有單位。
-
應用:
- 體積磁化率是磁學研究和材料科學中的核心參數之一。
- 用于材料表征:區分材料的磁性類型(順磁、抗磁、鐵磁等),研究相變、合金成分、雜質效應等。
- 應用于地球物理勘探:通過測量岩石的磁化率來探測礦藏或研究地質構造。
- 在醫學成像(如MRI)和工業檢測中也有應用。
權威參考來源:
- 國際純粹與應用化學聯合會 (IUPAC) 在其《物理化學術語彙編》(Compendium of Chemical Terminology, Gold Book)中明确定義了磁化率(Susceptibility, magnetic),并指出體積磁化率是其最常見形式。該定義被學術界廣泛采納。 (來源: IUPAC Gold Book - Magnetic Susceptibility)
- 經典電磁學教材:如 David J. Griffiths 所著的《Introduction to Electrodynamics》(第四版,第6章 Magnetization)對磁化強度 (M) 和磁化率 (chi_m) (書中常用符號,通常指體積磁化率) 有清晰的定義和物理闡述。 (來源: Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Pearson.)
- 材料科學手冊:如《CRC Materials Science and Engineering Handbook》或《ASM Handbook》中關于磁性材料的章節,會詳細讨論各種磁化率(包括體積磁化率)及其在材料表征中的應用。 (來源: CRC Press / ASM International 相關手冊)
網絡擴展解釋
體積磁化率是描述物質在外磁場中被磁化程度的物理量,其核心定義和特性如下:
1.基本定義
體積磁化率(符號常表示為$chi$或$kappa$)定義為磁化強度$M$與外加磁場強度$H$的比值,即:
$$
chi = frac{M}{H}
$$
其中,$M$是單位體積内原子或離子磁矩的矢量和,$H$為外加磁場強度。該參數表征物質對外磁場的響應能力。
2.物理意義
- 順磁性與抗磁性:若$chi > 0$,物質表現為順磁性(磁化方向與外磁場相同);若$chi < 0$,則為抗磁性(方向相反)。
- 鐵磁性:鐵磁質的$chi$遠大于順磁或抗磁材料,且與$H$呈非線性關系。
3.與其他磁化率的關系
- 質量磁化率:$chi_m = chi / rho$($rho$為密度),單位為$mathrm{m/kg}$。
- 摩爾磁化率:$chi_M = chi_m cdot M$($M$為摩爾質量),單位為$mathrm{m/mol}$。
4.單位制差異
- SI與CGS單位:在CGS單位制中,體積磁化率值為SI單位的$4pi$倍,即$chi{mathrm{CGS}} = 4pi chi{mathrm{SI}}$。
5.應用與測量
體積磁化率常用于判斷材料磁性類型,例如通過其數值大小、正負及溫度依賴性區分順磁、抗磁或鐵磁行為。實驗測量中,常通過磁化率儀直接測定,或結合磁化強度與磁場數據計算得出。
體積磁化率是物質磁化特性的核心參數,其定義簡潔但關聯了磁場響應、材料密度及摩爾質量等多重屬性,在材料科學和物理學中具有重要應用價值。
分類
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