МАГНЕТОН
эрг/гс (1)
эрг/гс (2)
МАГНЕТОН, единица измерения магнитного момента, принятая в атомной и ядерной физике.
Магнитный момент атомных систем в основном обусловлен движением электронов и их спином и измеряется в магнетонах Бора:
Здесь h - Планка постоянная, е и т - абс. величина заряда и масса электрона, с - скорость света. В ядерной физике магнитные моменты измеряются в ядерных магнетонах, отличающихся от nБ заменой массы электрона т на массу протона М:
Физич. смысл величины ЦБ легко понять из полуклассич. рассмотрения движения электрона по круговой орбите радиуса r со скоростью v. Такая система аналогична витку с током, сила I к-рого равна заряду, делённому на период вращения: I = ev/2Пr. Согласно клас-сич. электродинамике, магнитный момент витка с током, охватывающего площадь S, равен в системе Гаусса (см. СГС система единиц) n = IS/c = evr/2c, или n = eMi/2mc, где Mi= mvr - орбитальный момент количества движения электрона. Если учесть, что по квантовым законам орбитальный момент Miэлектрона может принимать лишь дискретные значения, кратные постоянной Планка, Mi= lh, где l = О, 1, 2, ..., то получится след, выражение:
Т. о., магнитный момент электрона, находящегося в состоянии с орбитальным моментом Mi, кратен М. Бора. Следовательно, в данном случае nб играет роль элементарного магнитного момента - "кванта" магнитного момента электрона.
Помимо орбитального момента количества движения Mi , обусловленного вращением, электрон обладает собственным механич. моментом - спином, равным s = 1/2 (в единицах h). Спиновый магнитный момент ns = 2nбs, т. е. в 2 раза больше величины, к-рую следовало ожидать на основании формулы (3), но т. к. s = 1/2, то ns электрона также равен М. Бора: ns = nб. Этот факт непосредственно вытекает из релятивистской квантовой теории электрона, в основе к-рой лежит Дирака уравнение.
Ядерный М. имеет аналогичный смысл: это магнитный момент, создаваемый движением протона (внутри ядра) с орбитальным моментом l = 1. Однако собств. магнитные моменты ядерных частиц - протона и нейтрона, обладающих, как и электрон, спином 1/2, значительно отличаются от тех значений, к-рые они должны были бы иметь по теории Дирака. Аномальные магнитные моменты этих частиц обусловлены их сильным взаимодействием. Д. В. Гальцов.