Магнітний момент

Магнітний момент
Магнітний дипольний момент поверхні зі струмом
Символи:	${\vec {m}},{\vec {\mu }}$
Одиниці вимірювання
SI	А⋅м2 або Дж/Тл
СГС	ерг/Гс
СГСЕ	статА·см2
У базових величинах SI:	А·м2
Розмірність:	I·L2
Інші величини:	магнетон Бора, ядерний магнетон

Магнітний момент — векторна величина, що характеризує взаємодію замкнутих електричних струмів, тіл і частинок речовини з магнітним полем. Найпростішою фізичною системою, що має магнітний момент є елементарне коло електричного струму. Магнітний момент атома визначається рухом електронів довкола ядра (орбітальний момент), спіном електронів і магнітним моментом атомного ядра. Магнітний момент макроскопічної системи дорівнює сумі магнітних моментів її атомів (молекул). Характеристикою магнітного стану макроскопічних тіл є намагніченість, яка дорівнює магнітному моменту одиниці об'єму тіла. Магнітний момент вимірюється в А⋅м² або Дж/Тл (SI), або ерг/Гс (СГС), 1 ерг/Гс = 10⁻³ Дж/Тл.

Магнітний момент системи зарядів

Магнітний дипольний момент системи зарядів $q_{i}$, які рухаються зі швидкістю $\mathbf {v} _{i}$ визначається як

$\mathbf {m} ={\frac {1}{2c}}\sum _{i}q_{i}[\mathbf {r} _{i},\mathbf {v} _{i}]$,

де c — швидкість світла.

Напруженість магнітного поля $\mathbf {H}$ на великій віддалі R від системи зарядів визначається, як

$\mathbf {H} ={\frac {3\mathbf {n} (\mathbf {m} \cdot \mathbf {n} )-\mathbf {m} }{R^{3}}}$,

де $\mathbf {n} =\mathbf {R} /R$ — одиничний вектор у напрямку до точки, в якій визначається поле.

Енергія магнітного моменту в зовнішньому магнітному полі

В зовнішньому магнітному полі з магнітною індукцією $\mathbf {B}$, енергія U магнітного моменту визначається формулою

$U=-\mathbf {m} \cdot \mathbf {B}$

В магнітному полі магнітний момент намагається розвернутися таким чином, щоб зробити цю енергію мінімальною.

Квантова механіка

У квантовій механіці величина магнітного моменту визначається через величини кутового моменту і спіну через гіромагнітне співвідношення. Магнітний момент, зумовлений спіном, призводить до існування феромагнітних матеріалів, а, отже, постійних магнітів.

Симетрійні властивості

В межах теорії симетрії, магнітний дипольний момент є аксіальним вектором, який змінює напрямок на протилежний при операції обернення часу (T-симетрії), тобто, є ще й T-непарним. Магнітний момент характеризується граничною точковою групою симетрії ∞/mm′ у міжнародній нотації (Германа — Моґена).

Див. також

• Аномальний магнітний момент
• Аномальний магнітний момент мюона
• Магнітний момент протона
• Магнітний момент нейтрона

Література

• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0