Физический энциклопедический словарь - магнетон

(е — абс. величина электрич. заряда, m — масса эл-на). В яд. физике магн. моменты измеряются в ядерных магнетонах, отличающихся от (б заменой массы эл-на m на массу протона М:

я=eћ/2Mc5,051•10^-24 эрг/Гс. (2)

Физ. смысл величины б легко понять из полуклассич. рассмотрения движения эл-на 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/2r. Согласно классич. электродинамике, магнитный момент витка с током, охватывающего площадь S, равен в СГС системе единиц (Гауссовой): = IS/с=evr/2c, или =еМlz/2mс, где Mlz=mvr — орбит. момент кол-ва движения эл-на. Если учесть, что в квант. механике проекция орбит. момента mlz кратна постоянной Планка, Mlz=│ml│ћ, где ml=0, ±1, ±2, ... , то получится выражение:

Т. о., магн. момент эл-на, находящегося в состоянии с проекцией орбитального момента mlz, кратен магнетону Бора, к-рый в данном случае играет роль элем. магн. момента — «кванта» магн. момента эл-на.

360

Помимо орбит. момента кол-ва движения, эл-н обладает собств. механич. моментом — спином s, проекция к-рого |ms| = ¹/2 (в единицах ћ). Спиновый магн. момент s=2Б|,ms|, т. е. в 2 раза больше величины, к-рую следовало ожидать на основании ф-лы (3), но т. к. |ms|=¹/2, то s эл-на также равен магнетону Бора: s=б. Этот факт непосредственно вытекает из релятив. квант. теории эл-на, в основе к-рой лежит Дирака уравнение.

Ядерный М. имеет аналогичный смысл: это магн. момент, создаваемый движением протона с проекцией орбит. момента |mlz|=1. Однако собств. магн. моменты яд. ч-ц — протона и нейтрона, обладающих, как и эл-н, спином ¹/2, значительно отличаются от тех значений, к-рые они должны бы иметь по теории Дирака. Аномальные магн. моменты этих ч-ц, а также др. адронов обусловлены их сильным взаимодействием.

Д. В. Гольцов.