物理百科

玻尔磁子

2022-12-25

Bohr magneton

简介

Bohr磁子是指电子的自旋磁矩在某 一方向投影的量值;或电子的轨道磁矩, 当轨道量子数l=1时,它在某一方向上投影的(非零)量值. 因此,Bohr磁子是原子磁矩的基本单位,通常以μB或β表示,大小为μB=0.927×10-23 A·m2,或9.27×10-24J/T.

众所周知,原子的磁矩来自电子的自旋磁矩(本征磁矩)、轨道磁矩以及原子核的磁矩.其中原子核的磁矩仅约为电子磁矩10-3,因而可以忽略不计.

电子的轨道磁矩起源于电子绕原子核的轨道运动.原子物理学告诉我们,电子的轨道磁矩ML同轨道动量矩p之间存在着如下关系

其中m为电子的质量,e为电子的电荷量.根据量子理论,电子的角动量绝对值为

其中=h/2π,h为Planck常数,l为电子的轨道量子数. 因而有

ML在空间投影的量值为

其中ml=-l,-l+1,…,l,为磁量子数.定义

为Bohr磁子. 可见,它是电子轨道磁矩的基本单位.

电子的自旋磁矩最初是由Stern-Gerlach的实验确定的. 根据这一实验测出的光谱线精细结构,1925年Uhlenbeck和Goudsmit提出了如下的假设

可见,自旋磁矩在任一方向的投影为

其大小正好为一个Born磁子. 后来,人们为了纪念丹麦物理学家Bohr在原子物理学方面的杰出贡献,将磁矩的这一特定值命名为Bohr磁子.

在有些书上, 也将Bohr磁子定义为 ,其含义是磁偶极矩的基本单位. 式中μ0为真空磁导率,μB的大小为1.165×10-29 Wb·m.

拓展资料

磁子