Magnetický moment otáčení

Ve fyzice je magnetický moment rotace představuje magnetický moment související s momentem hybnosti spin ( spin ), o částice. Tento magnetický moment způsobený rotací se také nazývá vnitřní magnetický moment, protože je nezávislý na orbitálním momentu hybnosti .

Definice - Bohr Magneton

Pro elektron , který má spin , hmotu a Landéův faktor , získáme následující „magnetické kvantum“, které se nazývá Bohrův magneton : $s = 1/2$ $m _ {{{\ rm {e}}}}$ ${\ displaystyle g _ {\ rm {B}} = - 2}$

{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {B}} = {\ frac {e \ hbar} {2m _ {\ rm {e}}}} = - g _ {\ rm {B}} {\ frac {e \ hbar} {4m _ {\ rm {e}}}}}

Definice - nukleární magneton

Jaderný magneton je Bohrův magneton, ale s hmotností protonu namísto hmotnosti elektronu a : ${\ displaystyle g _ {\ rm {N}} = + 2}$

{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {N}} = {\ frac {e \ hbar} {2m _ {\ rm {p}}}} = g _ {\ rm {N}} {\ frac {e \ hbar} {4m _ {\ rm {p}}}}}

Definice - faktor Landé

Přidružujeme se k částice náboje , hmotnosti a dané rotaci magnetický moment rotace : $q$ $m$ ${\ vec {S}}$

{\ vec {\ mu}} _ {S} \ = \ g \ {\ frac {q} {2m}} \ {\ vec {S}}

kde je čisté číslo, které se nazývá faktor Landé (1921). Toto číslo se liší podle povahy částice: máme přibližně pro elektron, pro proton a pro neutron . Faktor Landé nukleárního magnetonu se rovná 2. To znamená, že magnetický moment protonu je: $G$ $g = -2$ $g = + 5,586$ $g = -3,826$

${\ displaystyle \ mu _ {\ rm {p}} \ přibližně 2 793 \ mu _ {\ rm {N}} = 5 586 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac { \ hbar} {2}} = g_ {p} {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}}}$ .

Neutron je:

${\ displaystyle \ mu _ {\ rm {n}} \ přibližně -1 913 \ mu _ {\ rm {N}} = - 3 826 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}}} {\ frac {\ hbar} {2}} = g_ {n} {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}}}$ .

Všimněte si, že magnetický spinový moment elektronu je zhruba stejný jako Bohrův magneton, protože (viz níže) as, jako spin elektronu : $g \ přibližně -2$ $s = 1/2$

${\ displaystyle \ mu _ {S} \ přibližně -2 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {e}}}} {\ frac {\ hbar} {2}} = 2 {\ frac {\ mu _ {\ rm {B}}} {2}} = \ mu _ {\ rm {B}}}$ .

Anomální magnetický moment elektronu

Dirac rovnice předpokládá pro elektron Lande faktor přesně rovná: . Experimentální hodnota přijatá v roce 2005 má však hodnotu: $g = -2$

g \ \ simeq \ -2,002 \ 319 \ 304 \ 373 \ 7

Existuje tedy mezera zjištěna poprvé v roce 1947 v hyperjemné struktury z vodíku a deuteria : jsme pak hovoříme o anomální magnetického momentu elektronu. Kvantová teorie pole ze standardního modelu představuje pro tuto anomálii s velkou přesností.

Podívejte se také

Bibliografie

Sin-Itiro Tomonaga, The Story of Spin , The University of Chicago Press (1997), ( ISBN 0-226-80794-0 ) Anglický překlad knihy vydané v japonštině v roce 1974.
Marc Knecht, „Anomální magnetické momenty elektronu a mionu“, seminář Poincaré (Paříž, 12. října 2002), publikováno v: Bertrand Duplantier and Vincent Rivasseau (eds.), Poincaré Seminar 2002 , Progress in Mathematical Physics 30, Birkhäuser (2003), ( ISBN 3-7643-0579-7 ) Plný text k dispozici ve formátu PostScript .

Poznámky a odkazy

Přestože má neutron náboj , má rotaci . Je zde přičítán Landéův faktor odpovídající magnetickému momentu rotace vypočtenému pro tuto hodnotu , aby bylo možné jej porovnat s momenty elektronu a protonu. $q = 0$ $1/2$ $q = e$