课 题： 磁性材料 类型：新授课
目的要求：
重点难点：
教 具：
过程及内容：一.磁化和退磁
1、磁化：钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫做磁化。
2、退磁：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈振动或者遂渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性，这种现象叫做退磁.(观看短片：磁化 )
3、铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金.
还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强得多，这些物质叫做铁磁性物质
4、解释：铁磁性物质磁化后有很强磁性
（1）磁畴：铁磁性物质的结构与其他物质有所不同，它们本身就是由很多已经磁化的小区域组成，这些磁化的小区域叫做“磁畴”。（观看动画安培分子）
（2）磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起，对外不显磁性。
（3）磁化过程中，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强。
5、硬磁性材料：外磁场撤去后，具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料。制永磁体
6、软磁性材料：外磁场撤去后，没有的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料。制电磁铁
二、磁性材料分类：按磁化后去磁难易程度划分
①软磁性材料：软铁、硅钢等
特性：磁化后容易去磁，可反复磁化；应用：变压器、交流发电机、电磁铁、录音机磁头、半导体的磁棒、各种高频元件的磁心
②硬磁性材料：炭钢、钨钢等
特性：磁化后不容易去磁，适合制成永久磁铁；应用：磁电式仪表、扬声器、话筒等
三、磁性材料的发展
1、19世纪末，电力应用技术的出现，发电机、电动机、电报、电话……
2、20世纪30年代，磁性材料市场迅速扩大，在电话、扬声器、发电机和电动机，以及仪表制造业中，都需要磁性材料。
3、第二次世界大战后，新型磁性材料——铁氧体，成为研究热点
4、1978年，合金磁粉研制成功。
5、现在又在使用金属薄膜做磁记录材料
6.最新磁性材料
纳米磁性材料是20世纪70年代后逐步产生、发展、壮大而成为最富有生命力与宽广应用前景的新型磁性材料。美国政府大幅度追加纳米科技研究经费，其原因之一是磁电于器件巨大的市场与高科技所带来的高利润，其中巨磁电阻效应高密度读出磁头的市场估计为10亿美元，目前己进入大规模的工业生产，磁随机存储器的市场估计为1千亿美无，预计不久将投入生产，磁电子传感器件的应用市场亦十分宽广。
纳米磁性材料及应用大致上可分三大类型：
①纳米颗粒型
* 磁记录介质 * 磁性液体 * 磁性药物 * 吸波材料
②纳米微晶型
* 纳米微晶永磁材料 * 纳米微晶软磁材料
③纳米结构型
* 人工纳米结构材料： 薄膜，颗粒膜，多层膜，隧道结
* 天然纳米结构材料： 钙钛矿型化合物
四、磁记录
1、实例：磁卡、录音机和录像机上用的录象带、计算机上用的磁盘等
2、用途：保存大量信息，并在需要的时候读取
五、地球磁场留下的记录
地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用。
地壳并不是“铁板一块”，它是由若干板块组成的，各板块之间的结合部相对较为脆弱。地壳下面的熔岩由于地球内部的压力，从板块之间的“裂缝”向上涌动，在接近地表时冷却变硬，形成岩石。后来形成的岩石把早年形成的岩石向裂缝两侧推移，因此越是靠近裂缝的岩石越“年轻”。熔岩冷却变硬形成岩石时，其中铁磁性物质的磁畴按照地球磁场的方向排列，并被固定下来。这就记录了地球过去磁场的方向。
人们利用矿物可以记录过去地球磁场的方向的特点，发现在地球45亿年的历史中，地磁的方向已经在南北方向上反复反转了好几百次。不过，在最近的78万年内都没有发生过反转（地磁反转的平均间隔时间大约100万年左右）。更有甚者，地球的主要地磁场自从1830年首次测量至今，已经减弱了近10％。这比在失去能量来源的情况下磁场自然消退的速度大约快了20倍！
地球物理学家很早就知道，地球磁场变化的原因来源于地球中心的深处。地球像太阳系里的其他某些天体一样，是通过一个内部的发电机来产生自己的磁场。从原理上，地球“发电机”和普通发电机一样工作，即由其运动部份的动能产生电流和磁场。发电机的运动部份是旋转的线圈；行星或恒星内部运动部分则发生在可导电的流体部分。在地心，有着6倍于月球体积的巨大钢铁融流海洋，构成了所谓的地球发电机。
①地磁发电：据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯号”航天飞机进行了一次卫星悬绳发电实验。航天飞机在地球赤道上空离地面约3000km处自东向西飞行，相对地面的速度大约6.51×103m／s。从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20km，电阻为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动。假定这一范围内的地磁场是均匀的，磁感应强度约为4×10-3T，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同。根据理论设计，通过电离层的作用，悬绳上可产生大约3A的感应电流。
②地磁探矿：据测算，地磁场的变化有一定的规律性。如在我国境内，每向北走一公里，地磁感应强度的变化约为一亿分之几特。小范围内地磁感应强度和磁倾角几乎没有什么变化。但是，有时地磁场的变化非常明显，有的地方会出现磁针反常现象，磁针不再指向南北方向。在某些山区，磁针甚至变成直立状态。这种电磁场的剧变称作地磁异常。显然，出现地磁异常的区域，地下一定蕴藏着丰富的磁铁矿。我们可以根据地磁异常现象来探测磁铁矿区。
1954年，我国在山东发现面积大约四平方公里的范围内，地磁感应强度异常，推测是一个储量较大的铁矿。经过钻探发掘，最终在地下450m深处发现了总厚度达62.54m的磁铁矿区。
③地磁预报:地壳中的岩石，有许多是具有磁性的。地震发生时，这些岩石受力变形，它的磁性也随之变化。在强烈地震前夕，地磁感应强度、磁倾角等都会发生变化，造成局部地磁异常，这就是所谓的“震磁效应”。掌握了震磁效应的规律，利用测量仪器监测地磁变化，就可以根据震磁效应对地震做出较准确的预报。
④解释自然现象 ：当太阳黑子活动剧烈的时候，太阳喷射出大量兆电子伏能量级的带电粒子。这些带电粒子在掠过地球时，有许多被地磁场“捕获”。带电粒子掠过地球时形成的磁场造成地磁场和地球外围电离层的剧烈变化，就是所谓的地磁暴。地磁暴发生时，由于被地磁场“捕获”的大量带电粒子流在地磁场的偏转作用下，沿螺线路径朝地球的磁极运动。高速运动的高能电子或质子撞击地球大气中大量的氧、氮及其它惰性气体原子，并把能量传给气体原子的外层电子，这些电子紧接着又把获得的能量以光的形式释放出来，如氧发红光，氩发蓝光等。这就是产生极光的原因。
课件24张PPT。www.themegallery.com磁性材料www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧一、复习洛伦兹力的方向 f⊥v f⊥B ，f⊥ v和B所决定的平面。左手定则 二、洛伦兹力的特点 只改变电荷的速度方向，而不改变速度的大小。
洛伦兹力对带电粒子始终不做功！www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧左手定则www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧一.磁化和退磁
1、磁化：钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫做磁化。2、退磁：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈振动或者遂渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性，这种现象叫做退磁动画：磁化与退磁www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧4、解释：铁磁性物质磁化后有很强磁性
（1）磁畴：铁磁性物质的结构与其他物质有所不同，它们本身就是由很多已经磁化的小区域组成，这些磁化的小区域叫做“磁畴”。3、铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金.
还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强得多，这些物质叫做铁磁性物质www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧（2）磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起，对外不显磁性。
（3）磁化过程中，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强。5、硬磁性材料：外磁场撤去后，具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料。制永磁体
6、软磁性材料：外磁场撤去后，没有的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料。制电磁铁短片磁化www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧二、磁性材料分类：软磁性材料：软铁、硅钢等特性：磁化后容易去磁，可反复磁化应用：变压器、交流发电机、电磁铁、录音机磁头、半导体的磁棒、各种高频元件的磁心硬磁性材料：炭钢、钨钢等特性：磁化后不容易去磁，适合制成永久磁铁应用：磁电式仪表、扬声器、话筒等按磁化后去磁难易程度划分www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧【问题】以下物品，应用哪种材料制成？www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧三、磁性材料的发展
1、19世纪末，电力应用技术的出现，发电机、电动机、电报、电话……
2、20世纪30年代，磁性材料市场迅速扩大，在电话、扬声器、发电机和电动机，以及仪表制造业中，都需要磁性材料。 4、1978年，合金磁粉研制成功。
5、现在又在使用金属薄膜做磁记录材料3、第二次世界大战后，新型磁性材料——铁氧体，成为研究热点www.themegallery.com6.最新磁性材料
纳米磁性材料是20世纪70年代后逐步产生、发展、壮大而成为最富有生命力与宽广应用前景的新型磁性材料。美国政府大幅度追加纳米科技研究经费，其原因之一是磁电于器件巨大的市场与高科技所带来的高利润，其中巨磁电阻效应高密度读出磁头的市场估计为10亿美元，目前己进入大规模的工业生产，磁随机存储器的市场估计为1千亿美无，预计不久将投入生产，磁电子传感器件的应用市场亦十分宽广。www.themegallery.com纳米磁性材料及应用大致上可分三大类型：
1．纳米颗粒型
* 磁记录介质 * 磁性液体 * 磁性药物 * 吸波材料
2．纳米微晶型
* 纳米微晶永磁材料 * 纳米微晶软磁材料
3．纳米结构型
* 人工纳米结构材料
薄膜，颗粒膜，多层膜，隧道结
* 天然纳米结构材料
钙钛矿型化合物www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧四、磁记录
1、实例：磁卡、录音机和录像机上用的录象带、计算机上用的磁盘等
2、用途：保存大量信息，并在需要的时候读取。www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧五、地球磁场留下的记录 地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用。
地壳并不是“铁板一块”，它是由若干板块组成的，各板块之间的结合部相对较为脆弱。地壳下面的熔岩由于地球内部的压力，从板块之间的“裂缝”向上涌动，在接近地表时冷却变硬，形成岩石。后来形成的岩石把早年形成的岩石向裂缝两侧推移，因此越是靠近裂缝的岩石越“年轻”。熔岩冷却变硬形成岩石时，其中铁磁性物质的磁畴按照地球磁场的方向排列，并被固定下来。这就记录了地球过去磁场的方向。www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧 人们利用矿物可以记录过去地球磁场的方向的特点，发现在地球45亿年的历史中，地磁的方向已经在南北方向上反复反转了好几百次。不过，在最近的78万年内都没有发生过反转（地磁反转的平均间隔时间大约100万年左右）。更有甚者，地球的主要地磁场自从1830年首次测量至今，已经减弱了近10％。这比在失去能量来源的情况下磁场自然消退的速度大约快了20倍！www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧 地球物理学家很早就知道，地球磁场变化的原因来源于地球中心的深处。地球像太阳系里的其他某些天体一样，是通过一个内部的发电机来产生自己的磁场。从原理上，地球“发电机”和普通发电机一样工作，即由其运动部份的动能产生电流和磁场。发电机的运动部份是旋转的线圈；行星或恒星内部运动部分则发生在可导电的流体部分。在地心，有着6倍于月球体积的巨大钢铁融流海洋，构成了所谓的地球发电机。 www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧 ①地磁发电：据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯号”航天飞机进行了一次卫星悬绳发电实验。航天飞机在地球赤道上空离地面约3000km处自东向西飞行，相对地面的速度大约6.51×10３m／s。从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20km，电阻为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动。假定这一范围内的地磁场是均匀的，磁感应强度约为4×10-3T，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同。根据理论设计，通过电离层的作用，悬绳上可产生大约3A的感应电流。地磁场的应用www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧②地磁探矿：据测算，地磁场的变化有一定的规律性。如在我国境内，每向北走一公里，地磁感应强度的变化约为一亿分之几特。小范围内地磁感应强度和磁倾角几乎没有什么变化。但是，有时地磁场的变化非常明显，有的地方会出现磁针反常现象，磁针不再指向南北方向。在某些山区，磁针甚至变成直立状态。这种电磁场的剧变称作地磁异常。显然，出现地磁异常的区域，地下一定蕴藏着丰富的磁铁矿。我们可以根据地磁异常现象来探测磁铁矿区。 www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧 ③地磁预报:地壳中的岩石，有许多是具有磁性的。地震发生时，这些岩石受力变形，它的磁性也随之变化。在强烈地震前夕，地磁感应强度、磁倾角等都会发生变化，造成局部地磁异常，这就是所谓的“震磁效应”。掌握了震磁效应的规律，利用测量仪器监测地磁变化，就可以根据震磁效应对地震做出较准确的预报。 1954年，我国在山东发现面积大约四平方公里的范围内，地磁感应强度异常，推测是一个储量较大的铁矿。经过钻探发掘，最终在地下450m深处发现了总厚度达62.54m的磁铁矿区。 www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧④解释自然现象 ：当太阳黑子活动剧烈的时候，太阳喷射出大量兆电子伏能量级的带电粒子。这些带电粒子在掠过地球时，有许多被地磁场“捕获”。带电粒子掠过地球时形成的磁场造成地磁场和地球外围电离层的剧烈变化，就是所谓的地磁暴。地磁暴发生时，由于被地磁场“捕获”的大量带电粒子流在地磁场的偏转作用下，沿螺线路径朝地球的磁极运动。高速运动的高能电子或质子撞击地球大气中大量的氧、氮及其它惰性气体原子，并把能量传给气体原子的外层电子，这些电子紧接着又把获得的能量以光的形式释放出来，如氧发红光，氩发蓝光等。这就是产生极光的原因。 www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧戴“头罩”的鸽子为什么会迷失方向？www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧1.我们的祖先发明指南针，对世界文明产生重大影响。
2.现代人好比被“磁海”包围。
3.生物磁性的研究为人类开辟了崭新的视野。www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧答：a．软磁性材料 b．硬磁性材料
c．硬磁性材料 d．软磁性材料。www.themegallery.com读史使人明智 哲理使人深刻 科学使人聪慧答：应避免强磁场和高温的环境；还应注意不要磁条上的保护膜，以免损坏磁记录介质。www.themegallery.comThank you !第五节、磁性材料
教学目标：
1、了解磁化与退磁的概念。
2、了解磁性材料及其应用
教学过程：
一、磁化和退磁 说明：缝衣针、螺丝刀等钢铁物体，与磁铁接触后就会显示出磁性，我们把钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象称之为磁化 说明：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，就会失去磁性，这种现象叫做退磁 说明：铁、钴、镍以及它们的合金．还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强得多，这些物质叫做铁磁性物质，也叫强磁性物质 问：为什么铁磁性物质磁化后能有很强的磁性？（铁磁性物质的结构与其他物质有所不同，物质是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成，电子绕核旋转，这就相当于一个小磁体，称之为磁畴，磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起，各个磁畴的作用在宏观上互相抵消，物体对外不显磁性。磁化过程中，由于外磁场的影响，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强。这个过程就是磁化的过程，高温下，磁性材料的磁畴会被破坏．在受到剧烈震动时，磁畴的排列会被打乱，这些悄况下材料都会产生退磁现象。有些铁磁性材料，在外磁场撤去以后，各磁畴的方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁．这样的材料叫做硬磁性材料。有的铁磁性材料，外磁场撤去以后，磁畴的磁化的方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料。永磁体要有很强的剩磁，所以要用硬磁性材料制造．电磁铁要在通电时有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造。） 二、磁性材料的发展 阅读 三、磁记录 阅读 四、地球磁场留下的记录 阅读
第五节、磁性材料 一、磁化和退磁 1、磁化：钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象 2、退磁：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，就会失去磁性 3、铁磁性物质（强磁性物质）：铁、钴、镍以及它们的合金．还有一些氧化物，磁化后的磁性比较强 4、磁化和退磁解释：物质是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成，电子绕核旋转，这就相当于一个小磁体，称之为磁畴，磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起，各个磁畴的作用在宏观上互相抵消，物体对外不显磁性。磁化过程中，由于外磁场的影响，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强。这个过程就是磁化的过程，高温下，磁性材料的磁畴会被破坏．在受到剧烈震动时，磁畴的排列会被打乱，这些悄况下材料都会产生退磁现象 5、硬磁性材料：磁化后撤去外磁场，物体具有很强的剩磁 ???? 软磁性材料：磁化后磁畴的磁化的方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁 ??????? 二、磁性材料的发展 三、磁记录 四、地球磁场留下的记录
