磁化率

在電磁學中，磁化率（）是表徵物質在外磁場中被磁化程度的物理量。

定義
磁化率，通常標記為  ，以方程式定義為
 ；

其中， 是物質的磁化强度（單位體積的磁偶極矩）， 是磁場強度。

滿足這定義的物質，通常稱為線性介質。採用國際單位制， 定義為
 ；

其中， 是真空磁導率， 是磁感應強度。

所以， 可以表達為
 ；

其中， 是相對磁導率， 是磁導率。

磁化率與相對磁導率的關係方程式為
 。

磁化率與磁導率的關係方程式為
 。

磁化率的正負號：抗磁性和其它種磁性

若  為正值，則  ，物質的磁性是順磁性、鐵磁性、亞鐵磁性或反鐵磁性。對於這案例，物質的置入會使得  增強；

若  為負值，則  ，物質的磁性是抗磁性，物質的置入會使得  減弱。

對於順磁性或抗磁性物質，通常  的絕對值都很小，大約在 10-6 到 10-5 之間，大多時候可以忽略為 0 。

在真空裏，磁化率是 0 ，相對磁導率是 1 ，磁導率等於真空磁導率，值為  。

測量磁化率的方法
簡言之，施加具有梯度的磁場於物質樣品，然後測量樣品感受到的作用力差值，代入相關公式，即可得到磁化率。早期，科學家使用來測量磁化率。測試的樣品懸掛在電磁鐵的兩極之間。由於電磁鐵作用，樣品的表觀重量會與磁化率成正比。讀得古依天平所顯示的表觀重量值後，代入相關公式中。即可得到磁化率。現今，高端測量系統使用超導磁鐵來得到更準確的磁化率。還有一種新穎的產品，稱為，廣泛地使用於全世界的課堂及研發實驗室。它測量的是，在置入樣品之前與之後，強大磁鐵所感受到的作用力差值。另外，對於樣品溶液，應用核磁共振科技，可以測量出其磁化率。只要比較樣品溶液與參考溶液的核磁共振頻率的差異，代入公式，即可求得樣品溶液的磁化率。

張量磁化率
大多數晶體的磁化率不是純量。當施加  於晶體，所響應 () 的磁化強度  與晶體的取向有關，因此可能不與磁場強度  同方向。將磁化率以張量來定義：
 ；

其中，下標  和  指的是向量沿著某個坐標軸的分量（例如，直角坐標系的x-軸、y-軸和 z-軸）。

 是個二階張量，因次為  ，描述因為外磁場施加於 j 方向，而產生的磁化強度在 i 方向的分量。

微分磁化率
對於鐵磁性晶體， 和  之間呈非線性關係。
為了也能夠表明這關係，採用更廣義的定義，稱為微分磁化率：
； 

其中，  是由 的分量對於  的分量的偏導數。

國際單位制與 CGS 單位制之間的單位轉換
前面所述定義和方程式都採用國際單位制 () 。但在很多磁化率的表格中都採用 CGS單位制
（常標記為 emu 或 e.m.u. ， 電磁單位的英文簡寫）。它們都依靠著不同定義的真空磁導率：
 。

CGS 單位制的無因次的磁化率，乘以  ，就可以得到國際單位制的無因次的磁化率：
 。

例如，在 20°C ，水的磁化率，在國際單位制是 −9.04×10−6，在 CGS 單位制是 −7.19×10−7 。

質量磁化率和莫耳磁化率
質量磁化率  定義為
 

其中， 是密度，其單位，在國際單位制是 kg·m-3，在CGS 單位制是 g·cm-3。

質量磁化率的單位，在國際單位制是 m3·kg-1，在CGS 單位制是 cm3·g-1。

莫耳磁化率  則定義為
 ；

其中， 是莫耳質量，其單位，在國際單位制是 kg·mole-1，在CGS 單位制是 g·mole-1。

莫耳磁化率的單位，在國際單位制是 m3·mol-1，在CGS 單位制是 cm3·mole-1。

磁化率表格

參閱
 馬克士威方程組
 電極化率
 鐵
 電容率

磁強計
古磁學

參考文獻

C
C
C