问答题
在铁晶体中，每个原子有两个电子的自旋参与磁化过程。设一根磁铁棒直径为1.0cm，长为12cm，其中所有有关电子的自旋都沿棒轴的方向排列整齐了。已知铁的密度为7.8g/cm3，摩尔(原子)质量是55.85g/mol。
【正确答案】自旋排列整齐的电子数为
N=12×0.52×π×7.8×6.023×1023×2/55.85
=1.6×1024个
【答案解析】
【正确答案】这些电子的总磁矩为
m=NmB=1.6×1024×9.27×10-24=15A·m2
【答案解析】
【正确答案】要产生这样的总磁矩，面电流应为
I=m/S-15/(π×0.0052)=1.9×105A
【答案解析】
【正确答案】这样的面电流在磁铁棒内产生的磁场为
B=μ0I/l=4π×10-7×1.9×105/0.12=2.0T
【答案解析】[知识点窍] 磁矩：m=IS，玻尔磁子mB=9.27×10-24J/T。
[逻辑推理] 直接将已知数据代入公式即可求解各问。