Magnetyczny moment wirowania

W fizyce The moment magnetyczny spinu reprezentuje moment magnetyczny skojarzony z pędu spinowego ( wirowanie ) cząstki. Ten moment magnetyczny spowodowany spinem jest również nazywany wewnętrznym momentem magnetycznym, ponieważ jest niezależny od orbitalnego momentu pędu .

Definicja - Bohr Magneton

Dla elektronu mającego spin , masę i współczynnik Landégo otrzymujemy następujący „kwant magnetyczny”, zwany magnetonem Bohra : $s = 1/2$ $m _ {{{\ rm {e}}}}$ ${\ displaystyle g _ {\ rm {B}} = - 2}$

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

Definicja - magneton jądrowy

Magneton jądrowy to magneton Bohra, ale z masą protonu zamiast elektronu i : ${\ displaystyle g _ {\ rm {N}} = + 2}$

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

Definicja - współczynnik Landé

Z cząstką o ładunku , masie i danym spinie kojarzymy magnetyczny moment spinu : $q$ $m$ ${\ vec {S}}$

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

gdzie jest czysta liczba, zwana współczynnikiem Landé (1921). Ta liczba zmienia się w zależności od natury cząstki: mamy w przybliżeniu dla elektronu, dla protonu i dla neutronu . Współczynnik Landégo magnetonu jądrowego jest równy 2. Oznacza to, że moment magnetyczny protonu wynosi: $sol$ $g = -2$ $g = + 5,586$ $g = -3,826$

${\ displaystyle \ mu _ {\ rm {p}} \ około 2793 \ mu _ {\ rm {N}} = 5,586 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac { \ hbar} {2}} = g_ {p} {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}}}$ .

To z neutronu to:

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

Zauważ, że magnetyczny moment spinowy elektronu jest z grubsza równy magnetonowi Bohra, ponieważ (patrz poniżej) i, jak spin elektronu : $g \ około -2$ $s = 1/2$

${\ Displaystyle \ mu _ {S} \ około -2 {\ Frac {e} {2m _ {\ rm {e}}}} {\ Frac {\ hbar} {2}} = 2 {\ Frac {\ mu _ {\ rm {B}}} {2}} = \ mu _ {\ rm {B}}}$ .

Anomalny moment magnetyczny elektronu

Równanie Diraca przewiduje dla elektronu czynnikiem Lande dokładnie równa: . Jednak wartość eksperymentalna przyjęta w 2005 roku jest warta: $g = -2$

g \ \ simeq \ -2.002 \ 319 \ 304 \ 373 \ 7

Dlatego istnieje luka, wykryto po raz pierwszy w 1947 roku w strukturze nadsubtelnym z wodoru i deuter : Następnie mówić o nietypowym moment magnetyczny elektronu. Pole kwantowa teoria z Modelu Standardowego konta dla tej anomalii z wielką precyzją.

Zobacz też

Bibliografia

Sin-Itiro Tomonaga, The story of spin , The University of Chicago Press (1997), ( ISBN 0-226-80794-0 ) Angielskie tłumaczenie książki opublikowanej w języku japońskim w 1974 roku.
Marc Knecht, „Anomalous magnetic moment of the electron and the mon”, seminarium Poincaré (Paryż, 12 października 2002), opublikowane w: Bertrand Duplantier i Vincent Rivasseau (red.), Poincaré Seminar 2002 , Progress in Mathematical Physics 30, Birkhäuser (2003), ( ISBN 3-7643-0579-7 ) Pełny tekst dostępny w formacie PostScript .

Uwagi i odniesienia

Chociaż neutron ma ładunek , ma spin . Przypisuje się mu tutaj współczynnik Landégo odpowiadający momentowi magnetycznemu spinu obliczonemu dla tej wartości , aby porównać go z elektronem i protonem. $q = 0$ $1/2$ $q = e$