Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Собственный магнитный момент электрона




 Электрон помимо массы покоя m0 заряда 1 обладает собственным моментом качества движения - s и собственным магнитным моментом s.

 Электрон обладает орбитальным моментом качества движения l спином и орбитальным магнитным моментом l.

 Величины механических моментов и их проекций определяются соотношениями:

- орбитальный момент количества движения электрона | l| = ,

 где 1 = 0, 1, 2, 3,…, n-1;

- проекция орбитального момента на навление поля PlH = ml,

 где ml = , т.е. ml принимает 2l+1 значений;

- спин – собственный момент количества движения электрона , где S = 1/2;

- проекция спина на направление поля PSH = ms, где ms = ±1/2, т.е. ms принимает 2S+1 значений.

Орбитальный магнитный момент электрона  равен μl = μ0 l *, где l * = .

 На основании вышеприведенных соотношений для l, s, PlH, PlH и для μ1 естественно предположить, что собственный магнитный момент электрона равен

μS = μ0 S *.

 Однако, вся совокупность экспериментальных факторов, с рядом из которых мы вскоре познакомимся, указывает на то, что собственный магнитный момент электрона вдвое больше этой величины, т.е. собственный магнитный момент электрона μS равен



 μS = 2μ0 S * (15), где S * = .

Т.к. заряд электрона отрицательный, то его собственный магнитный момент s направлен в сторону, противоположную направлению спина s.

 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.

 

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (104)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.023 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7