3-1. 磁性物質之分類
一般物質可略分類為抗磁性物質(diamagnetic material)，順磁性物 質(paramagnetic material)及鐵磁性物質(ferromagnetic material)三種。
1、抗磁物質
此類物質於磁場內會受一微弱的排斥力，如水、石英等。外加磁 場能夠使抗磁性物質磁化，建立一與磁場方向相反的磁距(magnetic moment)，其磁化現象與溫度無關。
2、順磁物質
此類物質於磁場內會受到一微弱吸引力，如鈉、鋁及液態氣體 等。外加磁場能使順磁性物質磁化，建立一與磁場方向相同的磁距，
其磁化現象與溫度有關。
3、鐵磁物質
此類物質包括鐵、鈷、鎳等元素，其原子內具備永久磁偶極距，
即使在微弱的磁場內也會造成很大的磁化現象。在低溫時，有些元素 以及成分中沒有強磁元素的一些合金也會呈現這些效應。
3-2. 電流與磁場
1820 年丹麥物理學家 Oersted 發現將一根磁針平行置於一有電流
通過之導線上時，磁針會發生偏轉，導線上電流相反時磁針方向也隨 之相反，這說明了由電生磁的現象，如Fig. 3-1 所示。
當電流通過一螺線圈(solenoid)時，電流與線圈上纏繞圈數之乘積 稱為磁動勢(magnetomotive force)，單位線圈長度上之磁動勢稱為磁 場強度(magnetic intensity)H，而放置在磁場中之物質所受之磁化強度 (magnetization)M，乃指材料中的分子磁距沿一特定方向排列程度。
磁化強度與磁場強度本身之磁化率(magnetic susceptibility)X
m
有關，H 及Xm
越大時磁化強 M 度也越大。一般而言，鐵性物質之磁化率極大，僅需很小的磁場強度既可造成相當大的磁化強度。溫度也是一個影響 磁 化 強 度 的 重 要因 素 ， 且 鐵 磁 性物 質 之 飽 和 磁 化強 度(saturation magnetization) M
s
也隨溫度升高而降低。從 Fig. 3-2 比較並了解抗磁 性、順磁性和鐵性物質的磁場強度 H 和磁化強度 M 之關係，其中抗磁物質和順磁物質並無磁滯現象發生，即當磁場強度 H 達到某一定
值在減低到零時，則磁化強度會循原路徑減低到零，如Fig. 3-2 之(a)。
當鐵磁性物質的磁場強度 H 達到一定值時，磁化強度達到最大值
M
s
，再將磁場強度減低到零時，則磁化強度並未出循原來路徑減低到 零，如Fig. 3-2 之(b)。此即磁滯現象的產生。以下則說明Oe (Oersted)與 A (Ampere)/m 之關係：磁力(F
m
)為磁 極強度(P)和磁場強度(H)的乘積，Fm
=PH。在 MKSA 制，磁場強度單Fig. 3-1. The description of wire and magnetic.
(a) (b)
Fig. 3-2. The typical magnetization curves of, (1) diamagnetic material, (2) paramagnetic material and (3) ferromagnetic material (Cullity, 1972).
位為 N/Wb (Weber) = A/m，而 1 A/m 的磁場強度定義為讓 1 韋伯的磁 場，而欲用兩螺線管來產生穩定的磁場，則以Helmholtz coil 排列方 式是最為廣泛使用的。Helmholtz coil 排列方式為兩平行螺線管中心 點位置間距要等於螺線管內之半徑，以此方式排列可在兩螺線管內得 一穩定均勻的磁場。
3-3. 軸向分散係數之估算
3-3-1 刺激-響應(stimulus-response)法
一般對於軸向分散係數的實驗方法中，流動系統常以刺激-響應