Собственный магнитный момент электрона
Отношение собственного магнитного момента электрона к его спиновому механическому моменту
s (гиромагнитное отношение) равно
s =
s / Ps = 2e / 2mC (16),
т.е. вдвое больше чем гиромагнитное отношение
l для орбитальных моментов электрона.
Во внешнем магнитном поле векторы собственного магнитного момента
s и спина
s электрона займут по отношению к полю
вполне определенное положение, т.е. они могут относительно поля ориентироваться только вполне определенным образом. Проекция спина на какое-либо направление, в том числе и направлении внешнего магнитного поля
, может только равняться либо (+ ½ · h / 2
π) либо (- ½ · h / 2
π), т.е. вектор
s, изображающий спин электрона, может иметь только два направления относительно поля (он либо параллелен, либо не параллелен полю). Отсюда следует, что проекция собственного магнитного момента электрона
s H на направление внешнего магнитного поля H равна
SH =
s Cos (
s
) = 2
0 S* (m*/S*) = 2
0 ms (17),
где ms =
1/2, Cos (
s
) = ms / S.
Энергия взаимодействия собственного магнитного момента электрона с внешним полем
равна
ΔΕ = (
s
) =
s H Cos (
s
) = 2
0 H ms (18)
Из (14) и (18) следует, что энергия взаимодействия = μl и μS с внешним магнитным полем
по порядку величины будет ΔΕ ~ μ0 H.
Отсюда для H = 104 э, ΔΕ ~ 5 · 10-5 эв, т.е. энергия взаимодействия μl и μS с H4 ~ 10 э меньше энергии – взаимодействия для низко расположенных уровней.
ΔΕlS ~ 1/n3.
Существование механического (спина) и магнитного моментов у электрона и объяснение их свойств вытекает из релятивистской квантовой механики, из основного ее уравнения – уравнения Дирака. В частности, из релятивистской квантовой механики следуют соотношения (15), (16), (17), справедливость которых, как и существование спина, подтверждается экспериментами.
В экспериментах обычно подтверждается не сам магнитный момент микросистемы, а его проекция. Согласно (17), сколько ms =
1/2, проекция собственного магнитного момента электрона по абсолютной величине равна одному магнетону Бора
s H = 2 m0 ms =
0.
Часто под собственным магнитным моментом электрона подразумевают не его значение (15), а значение его проекции (17) и говорят, что электрон обладает магнитным моментом, равным по абсолютной величине одному магнетону Бора.
| Магнитное поле, электромагнитное взаимодействие
Основы специальной теории относительности
Развитие представлений о природе света Электромагнитная
теория света
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта Магнитные
свойства атомов
Электротехника краткий справочник Законы
Ома и Кирхгофа для электрической цепи Примеры решения
задач по электротехнике
Теоретические основы электротехники ТОЭ Метод
узловых потенциалов Метод
контурных токов
Баланс мощностей Резонанс
напряжений и токов Лабораторные и курсовые работы
Учебник по схемотехнике, альбом схем Курс
лекций по атомной физике
|