Физическая энциклопедия - магнитный момент

основная величина, характеризующая магн. свойства в-ва. Источником магнетизма (М. м.), согласно классич. теории эл.-магн. явлений, явл. макрои микро(атомные)электрич. токи. Элем. источником магнетизма считают замкнутый ток. Из опыта и классич. теории эл.-магн. поля следует, что магн. действия замкнутого тока (контура с током) определены, если известно произведение силы тока i на площадь контура s (M=is/с в СГС системе единиц).

Вектор М и есть, по определению, М. м. Его можно записать по аналогии с электрическим дипольным моментом в форме: M=ml, где т эквивалентный магнитный заряд контура, а l расстояние между «магн. зарядами» противоположных знаков. М. м. обладают элем. ч-цы, ат. ядра, электронные оболочки атомов и молекул. М. м. отдельных элем. ч-ц (эл-нов, протонов, нейтронов и др.

), как показала квант. механика, обусловлен существованием у них собств. механич. момента спина. М. м. ядер складываются из спиновых М. м. протонов и нейтронов, образующих эти ядра, а также из М. м., связанных с их орбит. движением внутри ядра. М. м. ат. ядер на три порядка меньше М. м. эл-нов в атомах, поэтому М. м. атомов и молекул определяется в осн. спиновыми и орбитальными М. м. эл-нов. Спиновый М. м. эл-на mсп может ориентироваться во внеш. магн. поле так, что возможны только две равные и противоположно направленные проекции mсп на направление вектора напряжённости Н внеш. поля: где ?е? абс. значение элем. электрич. заряда, me масса покоя эл-на, mБ магнетон Бора, SH проекция на H спинового механич. момента. Исследования ат. спектров показали, что mcn фактически равен не mБ, а mБ(1+0,0116). Это обусловлено действием на эл-н т. н. нулевых колебаний эл.-магн. поля (см. КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА).

Орбитальный М. м. эл-на mорб связан с его орбит. механич. моментом где gорб магнитомеханическое отношение для орбит. движения эл-на. Квант. механика допускает лишь дискр. ряд возможных проекций mорб на направление внеш. поля (см. КВАНТОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ): mop6=ml•mБ, где ml магнитное квантовое число, принимающее 2l+1 значений (0, В±1, В±2, ..., В±l, где l орбит.

квант. число). В атомах суммарные орбитальный и спиновый М. м. эл-нов определяются отдельно квант. числами L и S. Сложение этих моментов проводится по правилам пространств. квантования. В силу неравенства магнитомеханич. отношения для спина эл-на и его орбит. движения результирующий М. м. электронной оболочки атома не будет параллелен или антипараллелен её результирующему механич.

моменту. Для хар-ки магн. состояния макроскопич. тел вычисляется ср. значение результирующего М. м. всех образующих тело микрочастиц. Отнесённый к ед. объёма тела М. м. наз. намагниченностыо. Для макроскопич. гол, особенно для тел с магнитной структурой атомной (ферро-, феррии антиферромагнетиков), вводят понятие средних атомных М.

м. как ср. значениям, м., приходящегося на один атом (ион) носитель М. м. Обычно средние атомные М. м. отличаются от М. м. изолированных атомов; их значения в mБ оказываются дробными (напр., у Fe, Co и Ni они равны соответственно 2,218; 1,715 и 0,604 mБ). .