Магнетон Бора — единица элементарного магнитного момента.
Данная величина названа в честь Нильса Бора.
Магнетон Бора определяется как
- Б
(в системе СИ). Здесь ħ — постоянная Планка, е и me — абсолютные величина заряда и масса электрона.
Величина магнетона Бора составляет μБ=(9,2732 ± 0,0006)×10-24 Дж/Тл = (9,2732 ± 0,0006)×10-21 эрг/гс = 5,7883×10-5 эВ/Тл
Физический смысл величины μБ легко понять из полуклассического рассмотрения движения электрона по круговой орбите радиуса r со скоростью v. Такая система аналогична витку с током, сила I которого равна заряду, деленному на период вращения: I = ev / 2πr. Согласно классической электродинамике, магнитный момент витка с током, охватывающего площадь S, равен в СГС
- ,
где Ml = mvr — орбитальный момент количества движения электрона. Если учесть, что по квантовым законам орбитальный момент Ml электрона может принимать лишь дискретные значения, кратные постоянной Планка, Ml = ħl, где l — орбитальное квантовое число, принимающее значения 0, 1, 2,...,n-1, то получится следующее выражение:
| Б | (1) |
Таким образом, магнитный момент электрона кратен магнетону Бора. Следовательно, в данном случае μБ играет роль элементарного магнитного момента — «кванта» магнитного момента электрона.
Помимо орбитального момента количества движения Ml, обусловленного вращением, электрон обладает собственным механическим моментом — спином, равным s = 1/2 (в единицах ħ). Спиновый магнитный момент μs = 2μБs, то есть в 2 раза больше величины, которую следовало ожидать на основании формулы (1), но так как s = 1/2, то μs = μБ. Этот факт непосредственно вытекает из релятивистской квантовой теории электрона, в основе которой лежит уравнение Дирака.
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Магнетон Бора. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .