МАГНЕТОН

единица измерения магнитного момента (См. Магнитный момент), принятая в атомной и ядерной физике.

Магнитный момент атомных систем в основном обусловлен движением электронов и их Спином и измеряется в магнетонах Бора:

эрг/гс (1)

Здесь ħ — Планка постоянная, е и m — абсолютные величина заряда и масса электрона, с — скорость света.

В ядерной физике магнитные моменты измеряются в ядерных магнетонах, отличающихся от μ_Б заменой массы электрона m на массу протона М:

эрг/гс (2)

Физический смысл величины μ_Б легко понять из полуклассического рассмотрения движения электрона по круговой орбите радиуса r со скоростью v. Такая система аналогична витку с током, сила I которого равна заряду, деленному на период вращения: I = ev / 2πr.Согласно классической электродинамике, магнитный момент витка с током, охватывающего площадь S, равен в системе Гаусса (см. СГС система единиц) μ = IS/c = evr / 2c, или μ = eM_l / 2mc, где M_l = mvr — орбитальный момент количества движения электрона. Если учесть, что по квантовым законам орбитальный момент M_l электрона может принимать лишь дискретные значения, кратные постоянной Планка, M_l = l ħ, где l = 0, 1, 2,..., то получится следующее выражение:

Таким образом, магнитный момент электрона, находящегося в состоянии с орбитальным моментом M_l, кратен М. Бора. Следовательно, в данном случае μ_Б играет роль элементарного магнитного момента — «кванта» магнитного момента электрона.

Помимо орбитального момента количества движения M_l, обусловленного вращением, электрон обладает собственным механическим моментом — спином, равным s = ¹/₂ (в единицах ħ). Спиновый магнитный момент μ_s = 2μ_Бs, то есть в 2 раза больше величины, которую следовало ожидать на основании формулы (3), но так как s = ¹/₂, то μ_s электрона также равен М. Бора: μ_s = μ_Б. Этот факт непосредственно вытекает из релятивистской квантовой теории электрона, в основе которой лежит Дирака уравнение.

Ядерный М. имеет аналогичный смысл: это магнитный момент, создаваемый движением протона (внутри ядра) с орбитальным моментом l = 1. Однако собственные магнитные моменты ядерных частиц — протона и нейтрона, обладающих, как и электрон, спином ¹/₂, значительно отличаются от тех значений, которые они должны были бы иметь по теории Дирака. Аномальные магнитные моменты этих частиц обусловлены их сильным взаимодействием (См. Сильные взаимодействия).

Д. В. Гольцов.

Смотреть больше слов в «Большой Советской энциклопедии»

МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ →← МАГНЕТОКАЛОРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

МАГНЕТОН

Синонимы слова "МАГНЕТОН":

Смотреть что такое МАГНЕТОН в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: