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戴道生，钱昆明 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030530394

商品编码：27262447269

包装：平装

出版时间：2017-12-01

基本信息

书名：铁磁学:上册

定价：128元

作者：戴道生,钱昆明

出版社：科学出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787030530394

字数：

页码：404

版次：31

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书基于理论和实际相结合的思想，系统地介绍铁磁学的物理图像和基本知识.全书分上、下两册出版.上册专门讨论物质磁性的起源及其随温度的变化；下册介绍技术磁化理论与磁路设计原理，交流磁化理论和磁共振理论.本书为上册，共分六章（即章至第6章），前两章主要介绍磁性的一般现象和理论，后四章介绍自发磁化的量子理论.每章之后附有参考文献.

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《铁磁学：上册》—— 探索物质磁性的奥秘，揭示宏观世界的底层逻辑 这是一部深入探究铁磁性物质核心原理与应用的基础性学术著作，旨在为读者构建一个系统、严谨且富有洞察力的铁磁学知识体系。本书的上册，作为整个系列的开端，将带领我们一步步走进物质磁性的奇妙世界，从微观的原子磁矩起源，到宏观的磁畴结构演化，再到不同温度和外部场下的磁性表现，层层剥离，细致入微。 第一部分：磁性的起源——微观世界的微小力量 在本卷的开篇，我们将从最根本的层面出发，探讨磁性在原子尺度上的起源。物质的磁性并非凭空产生，而是源于构成物质的基本粒子，特别是电子的内在属性。我们将详细阐述电子的两种基本磁性来源： 轨道磁矩 (Orbital Magnetic Moment): 电子围绕原子核的运动，如同微小的电流环，会产生一个轨道磁矩。本部分将深入讲解量子力学中角动量与磁矩的紧密联系，并介绍如何通过求解薛定谔方程来计算原子轨道的贡献。读者将了解不同电子壳层和亚层中电子分布对整体轨道磁矩的影响，以及原子光谱学如何间接揭示这些微观磁矩的存在。 自旋磁矩 (Spin Magnetic Moment): 电子本身还具有一种内在的、不可分割的“自旋”属性，这一属性也赋予了电子一个固有的磁矩，即自旋磁矩。我们将详细介绍电子自旋的概念，以及它在量子力学中的数学描述。读者将学习到泡利不相容原理如何决定了原子内电子的自旋排布，进而对整个原子的磁性产生至关重要的影响。例如，未成对电子的存在是许多顺磁性物质磁性的根源。 在理解了电子的两种基本磁性来源后，我们将进一步探讨原子磁矩的叠加效应。单个原子的磁矩并非孤立存在，它会受到原子结构、价电子构型以及周围原子相互作用的影响。我们将详细介绍： 朗之万模型 (Langevin Model): 尽管是一个经典的宏观模型，朗之万模型为我们理解顺磁性物质在外部磁场下的磁化过程提供了一个直观的框架。我们将讨论其基本假设，如磁矩的随机取向以及受力平衡时的表现，并在此基础上引出磁化强度随温度变化的居里定律 (Curie's Law)，为后续的铁磁性讨论打下基础。 海森堡模型 (Heisenberg Model): 这是理解铁磁性物质的关键模型之一。我们将详细阐述海森堡模型的核心思想，即交换相互作用 (Exchange Interaction)。这种量子力学效应是一种短程的、成对的相互作用，它能够使得相邻原子的磁矩倾向于平行排列（在铁磁体中）或反平行排列（在反铁磁体中）。我们将深入探讨交换相互作用的性质，例如其依赖性，以及它是如何克服热扰动，维持宏观磁有序的。 第二部分：铁磁体的宏观表现——从微观到宏观的飞跃 在奠定了微观磁性起源的基础后，本卷将着重讨论铁磁体在宏观尺度上的独特磁性表现。与顺磁体不同，铁磁体在没有外部磁场的情况下也能表现出宏观的磁性。这得益于一种更强的、长程的相互作用。 磁畴理论 (Domain Theory): 我们将深入介绍韦斯 (Weiss) 在1907年提出的磁畴理论，这是理解铁磁性宏观表现的核心。理论认为，铁磁体内部并不是一个巨大的磁单极，而是由许多被称为“磁畴”的小区域组成。在每个磁畴内部，原子的磁矩都是高度有序地平行排列，形成一个强烈的局域磁场。我们将详细解释磁畴的形成是能量最低化的结果，特别是由交换相互作用驱动和磁各向异性 (Magnetic Anisotropy) 的限制。 磁畴壁 (Domain Walls): 磁畴与磁畴之间存在一个过渡区域，即磁畴壁。我们将详细解析磁畴壁的结构，包括其厚度、能量以及内部磁矩的转动方式。读者将了解，宏观磁化过程，即磁畴的增长和移动，是外部磁场作用下磁畴壁移动的结果，而这正是铁磁体表现出巨大磁导率的根本原因。 磁滞现象 (Hysteresis): 铁磁体最显著的特征之一就是磁滞现象。我们将系统地分析磁滞回线 (Hysteresis Loop)，从零磁场下的退磁态开始，逐步外加磁场，观察磁化强度如何随之变化，直至达到饱和磁化强度。然后，在减小外加磁场，乃至反向施加磁场时，磁化强度的变化路径将与加载过程不同，呈现出“滞后”的现象。我们将详细解释磁滞回线的各个关键点，如矫顽力 (Coercivity) 和剩磁 (Remanence)，并探讨它们与材料微观结构、晶体缺陷以及磁畴壁钉扎 (Pinning) 效应之间的关系。 磁各向异性 (Magnetic Anisotropy): 铁磁体并非在所有方向上都具有相同的磁性。我们将深入探讨不同类型的磁各向异性，它们是导致磁畴形成和磁滞现象的重要原因： 晶体磁各向异性 (Crystal Anisotropy): 源于晶体场对电子轨道的束缚，使得磁矩在特定的晶体轴向上更易于取向。 形状磁各向异性 (Shape Anisotropy): 由材料的几何形状引起，使得磁矩倾向于沿样品长轴方向排列，以最小化磁场能。 应力磁各向异性 (Stress Anisotropy): 由材料内部或外部施加的应力引起，通过磁致伸缩效应影响磁矩的取向。 界面磁各向异性 (Interface Anisotropy): 在多层薄膜结构中，界面处的原子排列和电子结构会产生独特的磁各向异性。 第三部分：温度对铁磁性的影响——相变与临界现象 温度是影响物质磁性的关键因素。在铁磁体中，温度的变化会引发显著的相变，导致宏观磁性的消失。 居里温度 (Curie Temperature, Tc): 我们将详细介绍铁磁性向顺磁性转变的临界温度，即居里温度。在这个温度下，构成磁畴的交换相互作用不足以克服热扰动，宏观磁有序就会瓦解。我们将讨论计算居里温度的方法，以及它与材料内部交换相互作用强度的关系。 热扰动与磁有序的竞争: 本部分将深入分析热运动（熵）与磁矩排列（内能）之间的能量竞争。在低温下，内能占主导，磁矩倾向于有序排列；随着温度升高，熵的贡献增加，最终导致有序态的瓦解。我们将引入统计力学中的一些概念，如玻尔兹曼分布，来更定量地描述这种竞争关系。 临界指数 (Critical Exponents): 在临界温度附近，许多物理量（如磁化强度、磁化率等）的涨落表现出幂律行为，这些行为可以用临界指数来描述。我们将介绍临界指数的概念，以及它们在普适性 (Universality) 概念中的重要性，即不同材料在临界点附近表现出相似的涨落行为。 第四部分：外部磁场下的响应——动态过程与磁畴演化 在本卷的最后部分，我们将进一步深入研究铁磁体在外部磁场作用下的动态响应。 磁畴壁的移动: 详细描述不同强度磁场下磁畴壁移动的过程，包括其速度、阻力以及与晶界、杂质等缺陷的相互作用。我们将讨论磁畴壁移动的微观机制，例如在反向磁场作用下，磁畴壁如何“扫过”整个材料，使得磁畴取向发生翻转。 磁畴的旋转: 在强磁场作用下，或者在各向异性不强的材料中，磁畴内部的磁矩也可能发生旋转，以趋向于与外场平行。我们将讨论磁畴旋转所需的能量，以及它与磁各向异性之间的关系。 磁畴结构的动态演化: 结合磁畴理论和实际观测，我们将展示在不同外部磁场加载速率下，磁畴结构是如何动态演化的。这将有助于读者理解为何实际应用中，材料的磁化过程并非瞬时完成，而是存在一定的动态过程。 《铁磁学：上册》不仅仅是对现有理论的罗列，更注重理论之间的逻辑联系和层层递进。书中将穿插大量清晰的示意图、表格以及必要时的数学推导，力求将抽象的概念具象化，使读者能够深入理解铁磁性物质的本质。无论是对物理学、材料科学、电子工程等领域的学生和研究人员，还是对物质世界的奥秘充满好奇的爱好者，本书都将提供一次深刻而富有启发性的知识探索之旅。它为理解从永磁体到磁存储，再到现代磁性器件等各种磁性应用奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读物理学相关专业的学生，《铁磁学：上册》是我在学习过程中遇到的又一本重要的参考书。它不像一些教科书那样，仅仅罗列知识点，而是以一种更加启发式、更加深入的方式，引导我理解铁磁学的核心概念。作者在讲解磁畴壁运动时，非常详细地分析了各种驱动因素，以及它们如何影响磁畴壁的迁移速度和方向，这对于我理解磁畴的动力学行为有着至关重要的作用。书中对磁滞回线的详细剖析，不仅解释了不同区域的物理意义，还探讨了如何通过改变材料的微观结构来优化磁滞特性，这在材料设计领域有着实际的应用价值。我尤其喜欢作者在介绍反铁磁性、亚铁磁性这些与铁磁性相关的现象时，所进行的对比分析，这帮助我更清晰地认识到它们之间的本质区别和联系。对于一些复杂的数学推导，作者也提供了清晰的步骤和解释，让我这个初学者能够逐步掌握。这本书的价值在于，它不仅满足了我的学术需求，更在潜移默化中提升了我分析和解决物理问题的能力。它就像一位严谨而又耐心的导师，在我探索铁磁学世界的道路上，给予我方向和力量。

评分☆☆☆☆☆

接触《铁磁学：上册》，纯粹是出于一种职业上的需要，因为我的工作涉及到一些精密仪器的设计，而这些仪器往往离不开对磁性材料的深入了解。最初，我只是想快速地找到一些实用的技术信息，但这本书却以一种意想不到的方式俘获了我。作者并非简单地堆砌公式和数据，而是巧妙地将理论框架与实际应用相结合，使得那些枯燥的物理定律变得鲜活起来。我记得书中详细阐述了各种磁化曲线的形态，以及不同磁性材料在磁场作用下的行为差异，这对于我选择合适的材料来构建高灵敏度的传感器至关重要。更让我印象深刻的是，作者在分析各种磁性退火技术时，不仅仅是列举了操作步骤，更是深入剖析了其背后的物理机制，解释了为何某种特定的退火方式能够显著改善材料的磁性能。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了我解决实际工程问题的能力。我甚至会在午休时间，把书中的一些图表拿出来反复揣摩，试图从中找到更多设计上的灵感。这本书带来的不仅仅是技术的提升，更是一种对科学严谨性的深刻体会。它让我明白，在工程实践中，对基础理论的扎实掌握是多么的重要，而《铁磁学：上册》恰恰提供了这样一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

《铁磁学：上册》这本书，光是名字就透着一股硬核劲儿，我一个对物理学只是略知一二的爱好者，当初抱着忐忑的心情翻开了它。没想到，这趟旅程比我想象的要精彩得多。一开始，我对“铁磁学”这个词汇感到一丝陌生，似乎离我的日常生活有些遥远，但随着阅读的深入，我渐渐被它所构建的微观世界所吸引。作者用一种近乎诗意的语言，描绘了那些肉眼无法看见的原子、电子，以及它们之间微妙而又强大的相互作用。我开始理解，为什么一块小小的磁铁能够吸附住金属，为什么有些材料能够被磁化，而有些却不行。书中对于磁畴、磁畴壁、磁晶各向异性这些概念的解释，虽然初听起来有些晦涩，但作者通过生动的比喻和图示，将抽象的物理原理具象化，让我这个门外汉也能窥见其中的奥妙。我尤其喜欢作者在介绍退磁过程时，那种循序渐进的逻辑，仿佛带领读者一步步穿越历史，感受科学家们是如何在一次次的实验和理论推导中，揭示磁性的本质。阅读的过程中，我时不时会停下来，望着身边那些看似普通的金属物件，想象着它们内部正在发生的“铁磁性”故事。这种从宏观现象回溯微观本质的体验，极大地满足了我的好奇心，也让我对这个世界有了更深的敬畏。这本书不仅仅是知识的传授，更像是一种思维方式的启迪，它教会我用更细致、更深入的视角去观察和理解周遭的一切。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电子产品充满好奇的普通消费者，平时喜欢拆解一些老旧的电子设备，试图了解它们的内部构造。《铁磁学：上册》这本书，虽然听起来非常专业，但它却以一种出人意料的方式，满足了我对电子产品背后物理原理的好奇心。我开始理解，为什么手机、电脑、音响等设备中，总会出现各种形状的“磁铁”和“线圈”。书中对“电磁感应”和“磁滞现象”的讲解，让我明白了这些元器件是如何工作的，又是如何实现能量的转换和信息的存储。我尤其对书中关于“软磁材料”和“硬磁材料”的区分印象深刻，这让我明白了为什么有些磁性材料适合做变压器铁芯，而有些则适合做永磁体。我甚至会联想到，我手机里的扬声器，里面就用到了永磁体和线圈，正是通过电信号的驱动，线圈产生变化的磁场，从而与永磁体相互作用，发出声音。这种将书本上的理论与我身边的电子产品联系起来的体验，让我感到非常新奇和满足。这本书让我不再仅仅是使用电子产品，更能理解它们是如何运作的，以及背后所蕴含的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对收藏旧物件充满热情的人，我一直对那些具有历史痕迹的磁性物品，例如老式收音机的喇叭、老式留声机的唱针等，怀有浓厚的兴趣。偶然翻阅到《铁磁学：上册》，我惊奇地发现，书中对磁性材料的物理性质的描述，竟然能与我手中的这些老物件产生奇妙的共鸣。作者在介绍永磁材料的种类和特性时，详细解释了不同材料的磁化强度、矫顽力等参数，这让我开始理解，为什么某些古老的磁性零件至今依然能保持其磁性。我尤其好奇书中关于“居里温度”的讲解，它揭示了材料的磁性并非永恒不变，在达到一定温度后会消失，这让我对那些曾经辉煌的磁性设备，在高温环境下的命运有了更深刻的想象。书中对退磁过程的细致描述，也让我联想到了一些老物件磁性衰减的原因。虽然我的阅读更多是出于一种怀旧和对过往工艺的探究，但《铁磁学：上册》以其专业的知识，为我的这份爱好注入了更深厚的文化底蕴。它让我不再仅仅是欣赏一件物品的外观，更能理解其内在的科学原理，以及它在历史长河中留下的印记。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对科学史充满兴趣的普通读者，偶然间看到了《铁磁学：上册》的推荐。这本书带给我的惊喜，远不止于它所介绍的科学知识本身，更在于它所蕴含的智慧和人文关怀。作者在讲述铁磁学概念的同时，穿插了许多历史上伟大的科学家们的故事，比如居里夫人、海森堡等等。我仿佛置身于那个风起云涌的时代，亲眼目睹了他们是如何在艰苦的条件下，凭借着非凡的毅力和智慧，一步步探索未知的科学领域。书中对布里渊区、自旋波这些概念的引入，虽然一开始让我觉得有些吃力，但作者通过回顾历史背景，解释了这些概念的提出是如何解决当时科学界面临的难题，是如何推动了整个物理学的发展。我特别欣赏作者在描述磁畴结构时，那种对微观世界的细致描绘，让我感受到了物理学家们对细节的极致追求。阅读这本书，就像是在与一位经验丰富的智者对话，他不仅传授我知识，更分享了他对科学的理解和热爱。我常常在阅读后，会去查阅相关科学家的生平事迹，这种跨越时空的交流，让我感受到了知识传承的魅力。这本书让我意识到，科学研究不仅仅是冰冷的公式和实验，更饱含着人类不懈探索的精神和永恒的求知欲。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对科普读物情有独钟的读者，《铁磁学：上册》这本书，无疑是近年来我读到过最能引发我深度思考的科普佳作。作者以一种极其平易近人的方式，将“铁磁学”这个看似深奥的领域，展现在我面前。我曾以为磁性只是生活中一种简单的现象，但这本书让我看到了隐藏在背后的宏大世界。我开始理解，为什么电子的自旋会产生磁矩，为什么这些磁矩在材料中会形成自发磁化，以及为什么宏观上我们看到的磁性，是如此的千差万别。书中对“交换相互作用”的讲解，虽然用了不少类比，但仍然让我感叹物理学原理的精妙。我发现，原来那些微观粒子之间的“互动”，竟然能塑造出如此多样的宏观磁性表现。我尤其喜欢作者在描述磁畴结构时，那种充满想象力的语言，仿佛将我带入了一个由无数微小磁针组成的奇幻王国。这本书不仅满足了我对知识的好奇，更培养了我一种观察世界的全新视角。它让我意识到，即使是日常生活中最寻常不过的磁现象，其背后也蕴藏着如此复杂而迷人的物理规律。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对艺术和设计充满敏感的人，偶然间接触到《铁磁学：上册》，我意外地从中发现了一种别样的美感。作者在描述铁磁材料的微观结构和磁畴排列时，所使用的语言，竟然能让我联想到抽象的艺术画作。我开始想象，那些肉眼看不见的磁畴，是如何以一种有规律的方式排列，形成各种各样的磁畴结构，例如“发卡形”、“条状”、“棘形”等等。这种微观世界的秩序与变化，让我看到了隐藏在科学背后的几何美学。书中对“磁畴壁”的描绘，以及它们在磁场作用下的运动，仿佛是微观粒子在进行一场精妙的舞蹈。我尤其对书中一些关于磁畴翻转的描述，让我联想到一些动态的艺术装置，它们通过运动和光影的变化，呈现出无穷的视觉魅力。虽然我无法完全理解书中的所有物理公式，但《铁磁学：上册》以其独特的视角，让我看到了科学与艺术之间意想不到的联系。它让我意识到，即使是最严谨的科学理论，也能孕育出令人惊叹的美。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对物理学发展史感兴趣的业余爱好者，《铁磁学：上册》这本书，为我打开了一扇通往科学发展脉络的大门。作者在讲述铁磁学概念的同时，巧妙地将时间线向前推进，回顾了那些奠定铁磁学基础的伟大发现和理论。我仿佛跟随莱布尼茨、法拉第、安培等先驱们的脚步，一步步见证了人类对磁现象认识的演变。书中对“磁场强度”和“磁感应强度”的区分，以及它们之间关系的阐述，对于我理解早期电磁学理论的发展至关重要。我特别欣赏作者在介绍“磁畴理论”时，所展现出的逻辑严谨性，以及它如何颠覆了人们对磁性物质的传统认知。从原子尺度的微观理论，到宏观磁性的解释，这个过程充满了智慧的闪光。阅读这本书，让我不仅仅是学习了某个学科的知识，更是对科学研究的艰辛与伟大有了更深的感悟。我开始意识到，每一个科学概念的提出，都凝聚着无数科学家的心血和智慧。这本书让我更加珍惜当下所拥有的科学知识，也更加敬佩那些为科学进步默默奉献的先驱者们。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对材料科学充满热情的学生，在学习过程中，《铁磁学：上册》这本书对我来说，无疑是一份宝贵的知识馈赠。作者在讲解铁磁材料的微观结构与宏观磁性能之间的关系时，展现出了极高的专业性和深刻的洞察力。书中详细分析了晶格结构、晶界、缺陷等微观因素对磁畴壁运动和磁畴分布的影响，这对于我理解如何通过材料设计来调控磁性至关重要。我尤其对书中关于“磁致伸缩”效应的阐述印象深刻，它解释了磁性材料在磁场作用下会发生形变，这在许多传感器和执行器设计中有着广泛的应用。作者还对各种退火处理对材料磁性能的影响进行了深入的探讨，包括不同温度、气氛和时间参数的细微差别，如何导致磁性能的显著变化。这种对实验细节和结果背后机理的严谨分析，极大地提升了我对材料科学的理解深度。我经常会把书中介绍的各种磁性参数，例如饱和磁化强度、矫顽力、剩磁等，与不同材料的性能进行对比，试图从中找到最优化的解决方案。这本书不仅为我提供了系统的理论知识，更教会了我如何将理论与实践相结合，去解决实际的材料设计问题。