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磁化率的测定(完成)

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实 验 报 告 学生姓名 学 号 专 业 年级、班级 课程名称 实验项目 磁化率的测定 实验类型 验证 设计 综合 实验时间 年 月 日 实验指导老师 实验评分 一、目的要求 1.掌握 Gouy 磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。 2.通过对一些配合物磁化率的测定,计算中心离子的不成对电子数.并判断 d电子的排布情况和配位体场的强弱。 二、实验原理 (1)物质的磁性 物质在磁场中被磁化,在外磁场强度 H(A·m-1)的作用下,产生附加磁场 H'。这时该物质内部的磁感应强度 B 为外磁场强度 H 与附加磁场强度 H'之和: B=H 十4πI=H 十4πкH=μH (1) 式中 I 称为体积磁化强度,物理意义是单位体积的磁矩。式中的 к 称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力,是无量纲的物理量。I 和 к 分别除以物质的密度 ρ 可以得到 σ 和 χ ,σ = I/ρ 称为克磁化强度;χ = к/ρ 称为克磁化率或比磁化率。χm = кM/ρ 称为摩尔磁化率(M 是物质的摩尔质量)。这些数据都可以从实验测得,是宏观磁性质。在顺磁、反磁性研究中常用到 χ 和 χm ,铁磁性研究中常用到 I、σ 。 不少文献中按宏观磁性质,把物质分为反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。其中,顺磁性物质的 χm >0,而反磁性物质的 χm <0。 (2)古埃法测定磁化率 古埃法是一种简便的测量方法,主要用在顺磁测量。简单的装置包括磁场和测力装置两部分。调节电流的大小,磁头间距离大小,可以控制磁场强度大小。 测力装置可以用分析天平。为了测量不同温度的数据,要使用变温、恒温和测温装置。 样品要放在一个长圆柱形玻璃管内,悬挂在磁场中,样品管下端在磁极中央处,此处磁场强度最强;另一端则在磁场强度为零处,即处在磁场强度可忽赂不计的位置。 样品在磁场中受到一个作用力。 dF = κHAdH ① 式中,A 表示圆柱玻璃管的截面积。 样品在空气中称量,必须考虑空气修正,即 dF =(κ-κ0)HAdH ② 表示空气的体积磁化率,整个样品的受力是个积分问题: F=∫ (κ-κ0)HAdH = 1/2(κ-κ0)A(H2-H20) ③ 因 H0<<H,且忽略 κ0,则 F = 1/2 κAH2 ④ 式中,F 可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。 F =(∆m样 - ∆m空)g ⑤ 式中,∆m样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差; ∆m空为空样品管在...

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