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 \chi_m\,\! ，以方程式定義為
:\mathbf{M}\ \overset{\text{linear}}{=}\ \chi_m \mathbf{H}\,\! ；
其中，\mathbf{M}\,\! 是物質的磁化強度（單位體積的磁矩），\mathbf{H}\,\! 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，\mathbf{H}\,\! 定義為
:\mathbf{H}\ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\ \frac{1}{\mu_0}\mathbf{B} - \mathbf{M}\,\! ；
其中，\mu_0\,\! 是真空磁導率，\mathbf{B}\,\! 是磁感應強度。
所以，\mathbf{B}\,\! 可以表達為
:\mathbf{B}= \mu_0(\mathbf{H} + \mathbf{M}) \overset{\text{linear}}{=} [\mu_0(1+\chi_m) \mathbf{H} = \mu_0\mu_r \mathbf{H} = \mu \mathbf{H}]\,\! ；
其中，\mu_r\,\! 是相對磁導率，\mu= \mu_0\mu_r\,\! 是磁導率。
磁化率與相對磁導率的關係方程式為
:\mu_r \stackrel{\mathrm{def}}{=} 1+\chi_m\,\! 。
磁化率與磁導率的關係方程式為
:\mu \stackrel{\mathrm{def}}{=} \mu_0(1+\chi_m)\,\! 。
磁化率的正負號：抗磁性和其它種磁性
若 \chi_m\,\! 為正值，則 1+\chi_m >1 \,\! ，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 \mathbf{B}\,\! 增強；
若 \chi_m\,\! 為負值，則 1+\chi_m ，物質的磁性是抗磁性，物質的置入會使得 \mathbf{B}\,\! 減弱。
對於順磁性或抗磁性物質，通常 \chi_m\,\! 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 4\pi\times 10^{ - 7}\,\! 。
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 \mathbf{H}\,\! 於晶體，所響應 () 的磁化強度 \mathbf{M}\,\! 與晶體的取向有關，因此可能不與磁場強度 \mathbf{H}\,\! 同方向。將磁化率以張量來定義：
: M_i=\chi_{ij}H_j \,\! ；
其中，下標 i\,\! 和 j\,\! 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）。
\chi_{ij}\,\! 是個二階張量，因次為 (3,\,3)\,\! ，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，\mathbf{M}\,\! 和 \mathbf{H}\,\! 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：
:\chi_{ij} = \frac{\partial M_i}{\partial H_j}\,\!；
其中， \chi_{ij}\,\! 是由\mathbf{M}\,\! 的分量對於 \mathbf{H}\,\! 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：
:\mathbf{B}^{\text{cgs}} \ = \ \mathbf{H}^{\text{cgs}} + 4\pi\mathbf{M}^{\text{cgs}} \ = \ (1+4\pi\chi_{m}^{\text{cgs}}) \mathbf{H}^{\text{cgs}}\,\! 。
CGS 單位制的無因次的磁化率，乘以 4\pi\,\! ，就可以得到國際單位制的無因次的磁化率||20||1 ||−1.631×10−10||−1.298×10−5 ||−9.051×10−9 ||−7.203×10−7 ||−9.035×10−6 ||−7.190×10−7 ||18.015 ||0.9982
|-
|align="left" | Bi || 20 ||1||−3.55×10−9 ||−2.82×10−4||−1.70×10−8 ||−1.35×10−6 ||−1.66×10−4 ||−1.32×10−5|| 208.98
||9.78
|-
|align="left" | 鑽石 || 室溫||1 ||−6.9×10−11 ||−5.5×10−6|| −5.8×10−9||−4.6×10−7 || −2.0×10−5 ||−1.6×10−6 || 12.01|| 3.513
|-
|align="left" | He ||20 ||1
||−2.38×10−11||−1.89×10−6||−5.93×10−9 ||−4.72×10−7 ||−9.85×10−10 || −7.84×10−11 ||4.0026 || 0.000166
|-
|align="left" | Xe || 961 ||1|| || || || ||−2.31×10−5||−1.84×10−6 || 107.87||
|}
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
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