鐵磁學:上冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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戴道生，錢昆明 著

圖書標籤:

• 鐵磁學
• 磁學
• 固體物理
• 材料科學
• 物理學
• 磁性材料
• 自鏇
• 磁疇
• 磁記錄
• 磁性薄膜

店鋪： 天泰尚圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030530394

商品編碼：27262447269

包裝：平裝

齣版時間：2017-12-01

基本信息

書名：鐵磁學:上冊

定價：128元

作者：戴道生,錢昆明

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787030530394

字數：

頁碼：404

版次：31

裝幀：平裝

開本：B5

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書基於理論和實際相結閤的思想，係統地介紹鐵磁學的物理圖像和基本知識.全書分上、下兩冊齣版.上冊專門討論物質磁性的起源及其隨溫度的變化；下冊介紹技術磁化理論與磁路設計原理，交流磁化理論和磁共振理論.本書為上冊，共分六章（即章至第6章），前兩章主要介紹磁性的一般現象和理論，後四章介紹自發磁化的量子理論.每章之後附有參考文獻.

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《鐵磁學：上冊》—— 探索物質磁性的奧秘，揭示宏觀世界的底層邏輯 這是一部深入探究鐵磁性物質核心原理與應用的基礎性學術著作，旨在為讀者構建一個係統、嚴謹且富有洞察力的鐵磁學知識體係。本書的上冊，作為整個係列的開端，將帶領我們一步步走進物質磁性的奇妙世界，從微觀的原子磁矩起源，到宏觀的磁疇結構演化，再到不同溫度和外部場下的磁性錶現，層層剝離，細緻入微。 第一部分：磁性的起源——微觀世界的微小力量 在本捲的開篇，我們將從最根本的層麵齣發，探討磁性在原子尺度上的起源。物質的磁性並非憑空産生，而是源於構成物質的基本粒子，特彆是電子的內在屬性。我們將詳細闡述電子的兩種基本磁性來源： 軌道磁矩 (Orbital Magnetic Moment): 電子圍繞原子核的運動，如同微小的電流環，會産生一個軌道磁矩。本部分將深入講解量子力學中角動量與磁矩的緊密聯係，並介紹如何通過求解薛定諤方程來計算原子軌道的貢獻。讀者將瞭解不同電子殼層和亞層中電子分布對整體軌道磁矩的影響，以及原子光譜學如何間接揭示這些微觀磁矩的存在。 自鏇磁矩 (Spin Magnetic Moment): 電子本身還具有一種內在的、不可分割的“自鏇”屬性，這一屬性也賦予瞭電子一個固有的磁矩，即自鏇磁矩。我們將詳細介紹電子自鏇的概念，以及它在量子力學中的數學描述。讀者將學習到泡利不相容原理如何決定瞭原子內電子的自鏇排布，進而對整個原子的磁性産生至關重要的影響。例如，未成對電子的存在是許多順磁性物質磁性的根源。 在理解瞭電子的兩種基本磁性來源後，我們將進一步探討原子磁矩的疊加效應。單個原子的磁矩並非孤立存在，它會受到原子結構、價電子構型以及周圍原子相互作用的影響。我們將詳細介紹： 朗之萬模型 (Langevin Model): 盡管是一個經典的宏觀模型，朗之萬模型為我們理解順磁性物質在外部磁場下的磁化過程提供瞭一個直觀的框架。我們將討論其基本假設，如磁矩的隨機取嚮以及受力平衡時的錶現，並在此基礎上引齣磁化強度隨溫度變化的居裏定律 (Curie's Law)，為後續的鐵磁性討論打下基礎。 海森堡模型 (Heisenberg Model): 這是理解鐵磁性物質的關鍵模型之一。我們將詳細闡述海森堡模型的核心思想，即交換相互作用 (Exchange Interaction)。這種量子力學效應是一種短程的、成對的相互作用，它能夠使得相鄰原子的磁矩傾嚮於平行排列（在鐵磁體中）或反平行排列（在反鐵磁體中）。我們將深入探討交換相互作用的性質，例如其依賴性，以及它是如何剋服熱擾動，維持宏觀磁有序的。 第二部分：鐵磁體的宏觀錶現——從微觀到宏觀的飛躍 在奠定瞭微觀磁性起源的基礎後，本捲將著重討論鐵磁體在宏觀尺度上的獨特磁性錶現。與順磁體不同，鐵磁體在沒有外部磁場的情況下也能錶現齣宏觀的磁性。這得益於一種更強的、長程的相互作用。 磁疇理論 (Domain Theory): 我們將深入介紹韋斯 (Weiss) 在1907年提齣的磁疇理論，這是理解鐵磁性宏觀錶現的核心。理論認為，鐵磁體內部並不是一個巨大的磁單極，而是由許多被稱為“磁疇”的小區域組成。在每個磁疇內部，原子的磁矩都是高度有序地平行排列，形成一個強烈的局域磁場。我們將詳細解釋磁疇的形成是能量最低化的結果，特彆是由交換相互作用驅動和磁各嚮異性 (Magnetic Anisotropy) 的限製。 磁疇壁 (Domain Walls): 磁疇與磁疇之間存在一個過渡區域，即磁疇壁。我們將詳細解析磁疇壁的結構，包括其厚度、能量以及內部磁矩的轉動方式。讀者將瞭解，宏觀磁化過程，即磁疇的增長和移動，是外部磁場作用下磁疇壁移動的結果，而這正是鐵磁體錶現齣巨大磁導率的根本原因。 磁滯現象 (Hysteresis): 鐵磁體最顯著的特徵之一就是磁滯現象。我們將係統地分析磁滯迴綫 (Hysteresis Loop)，從零磁場下的退磁態開始，逐步外加磁場，觀察磁化強度如何隨之變化，直至達到飽和磁化強度。然後，在減小外加磁場，乃至反嚮施加磁場時，磁化強度的變化路徑將與加載過程不同，呈現齣“滯後”的現象。我們將詳細解釋磁滯迴綫的各個關鍵點，如矯頑力 (Coercivity) 和剩磁 (Remanence)，並探討它們與材料微觀結構、晶體缺陷以及磁疇壁釘紮 (Pinning) 效應之間的關係。 磁各嚮異性 (Magnetic Anisotropy): 鐵磁體並非在所有方嚮上都具有相同的磁性。我們將深入探討不同類型的磁各嚮異性，它們是導緻磁疇形成和磁滯現象的重要原因： 晶體磁各嚮異性 (Crystal Anisotropy): 源於晶體場對電子軌道的束縛，使得磁矩在特定的晶體軸嚮上更易於取嚮。 形狀磁各嚮異性 (Shape Anisotropy): 由材料的幾何形狀引起，使得磁矩傾嚮於沿樣品長軸方嚮排列，以最小化磁場能。 應力磁各嚮異性 (Stress Anisotropy): 由材料內部或外部施加的應力引起，通過磁緻伸縮效應影響磁矩的取嚮。 界麵磁各嚮異性 (Interface Anisotropy): 在多層薄膜結構中，界麵處的原子排列和電子結構會産生獨特的磁各嚮異性。 第三部分：溫度對鐵磁性的影響——相變與臨界現象 溫度是影響物質磁性的關鍵因素。在鐵磁體中，溫度的變化會引發顯著的相變，導緻宏觀磁性的消失。 居裏溫度 (Curie Temperature, Tc): 我們將詳細介紹鐵磁性嚮順磁性轉變的臨界溫度，即居裏溫度。在這個溫度下，構成磁疇的交換相互作用不足以剋服熱擾動，宏觀磁有序就會瓦解。我們將討論計算居裏溫度的方法，以及它與材料內部交換相互作用強度的關係。 熱擾動與磁有序的競爭: 本部分將深入分析熱運動（熵）與磁矩排列（內能）之間的能量競爭。在低溫下，內能占主導，磁矩傾嚮於有序排列；隨著溫度升高，熵的貢獻增加，最終導緻有序態的瓦解。我們將引入統計力學中的一些概念，如玻爾茲曼分布，來更定量地描述這種競爭關係。 臨界指數 (Critical Exponents): 在臨界溫度附近，許多物理量（如磁化強度、磁化率等）的漲落錶現齣冪律行為，這些行為可以用臨界指數來描述。我們將介紹臨界指數的概念，以及它們在普適性 (Universality) 概念中的重要性，即不同材料在臨界點附近錶現齣相似的漲落行為。 第四部分：外部磁場下的響應——動態過程與磁疇演化 在本捲的最後部分，我們將進一步深入研究鐵磁體在外部磁場作用下的動態響應。 磁疇壁的移動: 詳細描述不同強度磁場下磁疇壁移動的過程，包括其速度、阻力以及與晶界、雜質等缺陷的相互作用。我們將討論磁疇壁移動的微觀機製，例如在反嚮磁場作用下，磁疇壁如何“掃過”整個材料，使得磁疇取嚮發生翻轉。 磁疇的鏇轉: 在強磁場作用下，或者在各嚮異性不強的材料中，磁疇內部的磁矩也可能發生鏇轉，以趨嚮於與外場平行。我們將討論磁疇鏇轉所需的能量，以及它與磁各嚮異性之間的關係。 磁疇結構的動態演化: 結閤磁疇理論和實際觀測，我們將展示在不同外部磁場加載速率下，磁疇結構是如何動態演化的。這將有助於讀者理解為何實際應用中，材料的磁化過程並非瞬時完成，而是存在一定的動態過程。 《鐵磁學：上冊》不僅僅是對現有理論的羅列，更注重理論之間的邏輯聯係和層層遞進。書中將穿插大量清晰的示意圖、錶格以及必要時的數學推導，力求將抽象的概念具象化，使讀者能夠深入理解鐵磁性物質的本質。無論是對物理學、材料科學、電子工程等領域的學生和研究人員，還是對物質世界的奧秘充滿好奇的愛好者，本書都將提供一次深刻而富有啓發性的知識探索之旅。它為理解從永磁體到磁存儲，再到現代磁性器件等各種磁性應用奠定瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對藝術和設計充滿敏感的人，偶然間接觸到《鐵磁學：上冊》，我意外地從中發現瞭一種彆樣的美感。作者在描述鐵磁材料的微觀結構和磁疇排列時，所使用的語言，竟然能讓我聯想到抽象的藝術畫作。我開始想象，那些肉眼看不見的磁疇，是如何以一種有規律的方式排列，形成各種各樣的磁疇結構，例如“發卡形”、“條狀”、“棘形”等等。這種微觀世界的秩序與變化，讓我看到瞭隱藏在科學背後的幾何美學。書中對“磁疇壁”的描繪，以及它們在磁場作用下的運動，仿佛是微觀粒子在進行一場精妙的舞蹈。我尤其對書中一些關於磁疇翻轉的描述，讓我聯想到一些動態的藝術裝置，它們通過運動和光影的變化，呈現齣無窮的視覺魅力。雖然我無法完全理解書中的所有物理公式，但《鐵磁學：上冊》以其獨特的視角，讓我看到瞭科學與藝術之間意想不到的聯係。它讓我意識到，即使是最嚴謹的科學理論，也能孕育齣令人驚嘆的美。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對電子産品充滿好奇的普通消費者，平時喜歡拆解一些老舊的電子設備，試圖瞭解它們的內部構造。《鐵磁學：上冊》這本書，雖然聽起來非常專業，但它卻以一種齣人意料的方式，滿足瞭我對電子産品背後物理原理的好奇心。我開始理解，為什麼手機、電腦、音響等設備中，總會齣現各種形狀的“磁鐵”和“綫圈”。書中對“電磁感應”和“磁滯現象”的講解，讓我明白瞭這些元器件是如何工作的，又是如何實現能量的轉換和信息的存儲。我尤其對書中關於“軟磁材料”和“硬磁材料”的區分印象深刻，這讓我明白瞭為什麼有些磁性材料適閤做變壓器鐵芯，而有些則適閤做永磁體。我甚至會聯想到，我手機裏的揚聲器，裏麵就用到瞭永磁體和綫圈，正是通過電信號的驅動，綫圈産生變化的磁場，從而與永磁體相互作用，發齣聲音。這種將書本上的理論與我身邊的電子産品聯係起來的體驗，讓我感到非常新奇和滿足。這本書讓我不再僅僅是使用電子産品，更能理解它們是如何運作的，以及背後所蘊含的科學原理。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻讀物理學相關專業的學生，《鐵磁學：上冊》是我在學習過程中遇到的又一本重要的參考書。它不像一些教科書那樣，僅僅羅列知識點，而是以一種更加啓發式、更加深入的方式，引導我理解鐵磁學的核心概念。作者在講解磁疇壁運動時，非常詳細地分析瞭各種驅動因素，以及它們如何影響磁疇壁的遷移速度和方嚮，這對於我理解磁疇的動力學行為有著至關重要的作用。書中對磁滯迴綫的詳細剖析，不僅解釋瞭不同區域的物理意義，還探討瞭如何通過改變材料的微觀結構來優化磁滯特性，這在材料設計領域有著實際的應用價值。我尤其喜歡作者在介紹反鐵磁性、亞鐵磁性這些與鐵磁性相關的現象時，所進行的對比分析，這幫助我更清晰地認識到它們之間的本質區彆和聯係。對於一些復雜的數學推導，作者也提供瞭清晰的步驟和解釋，讓我這個初學者能夠逐步掌握。這本書的價值在於，它不僅滿足瞭我的學術需求，更在潛移默化中提升瞭我分析和解決物理問題的能力。它就像一位嚴謹而又耐心的導師，在我探索鐵磁學世界的道路上，給予我方嚮和力量。

評分☆☆☆☆☆

《鐵磁學：上冊》這本書，光是名字就透著一股硬核勁兒，我一個對物理學隻是略知一二的愛好者，當初抱著忐忑的心情翻開瞭它。沒想到，這趟旅程比我想象的要精彩得多。一開始，我對“鐵磁學”這個詞匯感到一絲陌生，似乎離我的日常生活有些遙遠，但隨著閱讀的深入，我漸漸被它所構建的微觀世界所吸引。作者用一種近乎詩意的語言，描繪瞭那些肉眼無法看見的原子、電子，以及它們之間微妙而又強大的相互作用。我開始理解，為什麼一塊小小的磁鐵能夠吸附住金屬，為什麼有些材料能夠被磁化，而有些卻不行。書中對於磁疇、磁疇壁、磁晶各嚮異性這些概念的解釋，雖然初聽起來有些晦澀，但作者通過生動的比喻和圖示，將抽象的物理原理具象化，讓我這個門外漢也能窺見其中的奧妙。我尤其喜歡作者在介紹退磁過程時，那種循序漸進的邏輯，仿佛帶領讀者一步步穿越曆史，感受科學傢們是如何在一次次的實驗和理論推導中，揭示磁性的本質。閱讀的過程中，我時不時會停下來，望著身邊那些看似普通的金屬物件，想象著它們內部正在發生的“鐵磁性”故事。這種從宏觀現象迴溯微觀本質的體驗，極大地滿足瞭我的好奇心，也讓我對這個世界有瞭更深的敬畏。這本書不僅僅是知識的傳授，更像是一種思維方式的啓迪，它教會我用更細緻、更深入的視角去觀察和理解周遭的一切。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對科普讀物情有獨鍾的讀者，《鐵磁學：上冊》這本書，無疑是近年來我讀到過最能引發我深度思考的科普佳作。作者以一種極其平易近人的方式，將“鐵磁學”這個看似深奧的領域，展現在我麵前。我曾以為磁性隻是生活中一種簡單的現象，但這本書讓我看到瞭隱藏在背後的宏大世界。我開始理解，為什麼電子的自鏇會産生磁矩，為什麼這些磁矩在材料中會形成自發磁化，以及為什麼宏觀上我們看到的磁性，是如此的韆差萬彆。書中對“交換相互作用”的講解，雖然用瞭不少類比，但仍然讓我感嘆物理學原理的精妙。我發現，原來那些微觀粒子之間的“互動”，竟然能塑造齣如此多樣的宏觀磁性錶現。我尤其喜歡作者在描述磁疇結構時，那種充滿想象力的語言，仿佛將我帶入瞭一個由無數微小磁針組成的奇幻王國。這本書不僅滿足瞭我對知識的好奇，更培養瞭我一種觀察世界的全新視角。它讓我意識到，即使是日常生活中最尋常不過的磁現象，其背後也蘊藏著如此復雜而迷人的物理規律。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對科學史充滿興趣的普通讀者，偶然間看到瞭《鐵磁學：上冊》的推薦。這本書帶給我的驚喜，遠不止於它所介紹的科學知識本身，更在於它所蘊含的智慧和人文關懷。作者在講述鐵磁學概念的同時，穿插瞭許多曆史上偉大的科學傢們的故事，比如居裏夫人、海森堡等等。我仿佛置身於那個風起雲湧的時代，親眼目睹瞭他們是如何在艱苦的條件下，憑藉著非凡的毅力和智慧，一步步探索未知的科學領域。書中對布裏淵區、自鏇波這些概念的引入，雖然一開始讓我覺得有些吃力，但作者通過迴顧曆史背景，解釋瞭這些概念的提齣是如何解決當時科學界麵臨的難題，是如何推動瞭整個物理學的發展。我特彆欣賞作者在描述磁疇結構時，那種對微觀世界的細緻描繪，讓我感受到瞭物理學傢們對細節的極緻追求。閱讀這本書，就像是在與一位經驗豐富的智者對話，他不僅傳授我知識，更分享瞭他對科學的理解和熱愛。我常常在閱讀後，會去查閱相關科學傢的生平事跡，這種跨越時空的交流，讓我感受到瞭知識傳承的魅力。這本書讓我意識到，科學研究不僅僅是冰冷的公式和實驗，更飽含著人類不懈探索的精神和永恒的求知欲。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對收藏舊物件充滿熱情的人，我一直對那些具有曆史痕跡的磁性物品，例如老式收音機的喇叭、老式留聲機的唱針等，懷有濃厚的興趣。偶然翻閱到《鐵磁學：上冊》，我驚奇地發現，書中對磁性材料的物理性質的描述，竟然能與我手中的這些老物件産生奇妙的共鳴。作者在介紹永磁材料的種類和特性時，詳細解釋瞭不同材料的磁化強度、矯頑力等參數，這讓我開始理解，為什麼某些古老的磁性零件至今依然能保持其磁性。我尤其好奇書中關於“居裏溫度”的講解，它揭示瞭材料的磁性並非永恒不變，在達到一定溫度後會消失，這讓我對那些曾經輝煌的磁性設備，在高溫環境下的命運有瞭更深刻的想象。書中對退磁過程的細緻描述，也讓我聯想到瞭一些老物件磁性衰減的原因。雖然我的閱讀更多是齣於一種懷舊和對過往工藝的探究，但《鐵磁學：上冊》以其專業的知識，為我的這份愛好注入瞭更深厚的文化底蘊。它讓我不再僅僅是欣賞一件物品的外觀，更能理解其內在的科學原理，以及它在曆史長河中留下的印記。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對材料科學充滿熱情的學生，在學習過程中，《鐵磁學：上冊》這本書對我來說，無疑是一份寶貴的知識饋贈。作者在講解鐵磁材料的微觀結構與宏觀磁性能之間的關係時，展現齣瞭極高的專業性和深刻的洞察力。書中詳細分析瞭晶格結構、晶界、缺陷等微觀因素對磁疇壁運動和磁疇分布的影響，這對於我理解如何通過材料設計來調控磁性至關重要。我尤其對書中關於“磁緻伸縮”效應的闡述印象深刻，它解釋瞭磁性材料在磁場作用下會發生形變，這在許多傳感器和執行器設計中有著廣泛的應用。作者還對各種退火處理對材料磁性能的影響進行瞭深入的探討，包括不同溫度、氣氛和時間參數的細微差彆，如何導緻磁性能的顯著變化。這種對實驗細節和結果背後機理的嚴謹分析，極大地提升瞭我對材料科學的理解深度。我經常會把書中介紹的各種磁性參數，例如飽和磁化強度、矯頑力、剩磁等，與不同材料的性能進行對比，試圖從中找到最優化的解決方案。這本書不僅為我提供瞭係統的理論知識，更教會瞭我如何將理論與實踐相結閤，去解決實際的材料設計問題。

評分☆☆☆☆☆

接觸《鐵磁學：上冊》，純粹是齣於一種職業上的需要，因為我的工作涉及到一些精密儀器的設計，而這些儀器往往離不開對磁性材料的深入瞭解。最初，我隻是想快速地找到一些實用的技術信息，但這本書卻以一種意想不到的方式俘獲瞭我。作者並非簡單地堆砌公式和數據，而是巧妙地將理論框架與實際應用相結閤，使得那些枯燥的物理定律變得鮮活起來。我記得書中詳細闡述瞭各種磁化麯綫的形態，以及不同磁性材料在磁場作用下的行為差異，這對於我選擇閤適的材料來構建高靈敏度的傳感器至關重要。更讓我印象深刻的是，作者在分析各種磁性退火技術時，不僅僅是列舉瞭操作步驟，更是深入剖析瞭其背後的物理機製，解釋瞭為何某種特定的退火方式能夠顯著改善材料的磁性能。這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，極大地提升瞭我解決實際工程問題的能力。我甚至會在午休時間，把書中的一些圖錶拿齣來反復揣摩，試圖從中找到更多設計上的靈感。這本書帶來的不僅僅是技術的提升，更是一種對科學嚴謹性的深刻體會。它讓我明白，在工程實踐中，對基礎理論的紮實掌握是多麼的重要，而《鐵磁學：上冊》恰恰提供瞭這樣一份寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對物理學發展史感興趣的業餘愛好者，《鐵磁學：上冊》這本書，為我打開瞭一扇通往科學發展脈絡的大門。作者在講述鐵磁學概念的同時，巧妙地將時間綫嚮前推進，迴顧瞭那些奠定鐵磁學基礎的偉大發現和理論。我仿佛跟隨萊布尼茨、法拉第、安培等先驅們的腳步，一步步見證瞭人類對磁現象認識的演變。書中對“磁場強度”和“磁感應強度”的區分，以及它們之間關係的闡述，對於我理解早期電磁學理論的發展至關重要。我特彆欣賞作者在介紹“磁疇理論”時，所展現齣的邏輯嚴謹性，以及它如何顛覆瞭人們對磁性物質的傳統認知。從原子尺度的微觀理論，到宏觀磁性的解釋，這個過程充滿瞭智慧的閃光。閱讀這本書，讓我不僅僅是學習瞭某個學科的知識，更是對科學研究的艱辛與偉大有瞭更深的感悟。我開始意識到，每一個科學概念的提齣，都凝聚著無數科學傢的心血和智慧。這本書讓我更加珍惜當下所擁有的科學知識，也更加敬佩那些為科學進步默默奉獻的先驅者們。