玻尔磁子

更新时间:2022-08-25 16:28

玻尔磁子或称玻尔磁元,以物理学家尼尔斯·玻尔为名,是根据量子力学理论所得,与电子相关磁矩基本单位,是一项常数。其用在电子轨域角动量自旋角动量相关磁性的表示。

定义

电磁学常用的单位有两种,一种是国际标准公制,另一种则是高斯制。因此,玻尔磁子的定义也有两种不同的定义。

国际标准公制

在国际标准公制下,其定义为:

其中e为电子电荷,为约化普朗克常数,为电子质量;

在国际标准公制下,玻尔磁子的值为:

μB= 9.274 009 49(80) × 10-24 J·T-1

高斯制

高斯制下,其定义为

其中e为电子电荷, 为约化普朗克常数, 为电子质量,而c则为光速。

高斯制下,玻尔磁子的值为:

μB = 9.274 009 49(80) × 10-21 erg·G-1

电子磁矩的自然单位。在原子中,处于某一状态的电子,由于其轨道运动而具有轨道磁矩

质子和中子具有磁矩,它们是原子核磁矩的来源。核磁矩通常以核磁子N为单位 ,核磁子的数值约为玻尔磁子的1/1836,实际核磁子值

N=(5.050824±0.000020)×10-27J/T。

因为核磁矩比电子磁矩小得多,所以原子磁矩主要由电子磁矩组成。玻尔磁子也可作为原子磁矩的单位。

提出

它是由玻尔首先从理论上推导出来的。一个电子的自旋磁矩在空间z方向的投影有两个值,μs=±μ1,即其绝对值等于1μB。轨道角量子数为1的电子(P电子),其轨道磁矩在空间Z方向的投影也等于1μB,所以玻尔磁子是原子磁矩的天然单位。不同原子(离子)的磁矩往往是用玻尔磁子来标志的,例如:Fe的离子磁矩是5.9μB > Ni的离子磁矩是3.2μB ,Nd的离子磁矩等于3.6μB等。

提出者

尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(丹麦文:Niels Henrik David Bohr,1885年10月7日—1962年11月18日),丹麦物理学家,哥本哈根大学硕士/博士,丹麦皇家科学院院士,曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章,英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位,1922年获得诺贝尔物理学奖

玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。

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