Введение

Единица магнитного момента + Значение магнитона Бора Система единиц Значение Единицы SI Дж·Т⁻¹ Гауссовская 9.2740100783 эрг·Г⁻¹ эВ/Т 5.7883818060 эВ·Т⁻¹ атомные единицы

В атомной физике магнитон Бора (символ μB) — это физическая постоянная и естественная единица для выражения магнитного момента электрона, обусловленного его орбитальным или спиновым угловым моментом. В единицах СИ магнитон Бора определяется как

а в гауссовских единицах СГС как

где:
e — элементарный заряд,
ħ — приведённая постоянная Планка,
me — масса электрона,
c — скорость света.

История

Идея элементарных магнитов принадлежит Уолтеру Рицу (1907) и Пьеру Вайсу. Еще до модели атомной структуры Резерфорда, несколько теоретиков отмечали, что магнетон должен включать постоянную Планка h. Постулируя, что отношение кинетической энергии электрона к орбитальной частоте должно быть равно h, Ричард Ганс вычислил значение, которое в сентябре 1911 года оказалось в два раза больше, чем магнетон Бора. На Первой конференции Солвея в ноябре того же года Пол Лангевин предположил, что сила притяжения обратно пропорциональна расстоянию в некоторой степени, и в частности, румынский физик Штефан Прокопиу получил выражение для магнитного момента электрона в 1913 году. В румынской научной литературе это значение иногда называют "магнетоном Бора–Прокопиу". Магнетон Вайса был экспериментально получен в 1911 году как единица магнитного момента, равная 1,53 джоуля на теслу, что составляет около 20% от магнитона Бора. Летом 1913 года датский физик Нильс Бор получил значения естественных единиц атомного углового момента и магнитного момента как следствие его атомной модели. В 1920 году Вольфганг Паули дал магнитону Бора его название в статье, где он противопоставил его магнитону экспериментаторов, который он назвал магнитоном Вайсса. Угловой момент спина электрона равен ħ, но собственный магнитный момент электрона, обусловленный его спином, также приблизительно равен одному магнитону Бора, что приводит к электронному спин-фактору g – фактору, связывающему угловой момент спина с соответствующим магнитным моментом частицы, имеющему значение приблизительно 2.