МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ЭЛЕКТРОНА
Эти рассуждения применимы и для любого тела, обладающего магнитным моментом. Таким телом может быть, например, электрон, вращающийся по какой-либо орбите (например, внутри атомов и
молекул). Для расчета этого момента предположим, что орбита есть окружность радиуса по которой электрон движется с постоянной по величине скоростью Сила тока, соответствующая этому движению, равна заряду электрона умноженному на число оборотов в единицу времени следовательно,
Умножив и разделив это выражение на массу электрона, получим, что магнитный момент электронной орбиты
прямо пропорционален механическому моменту импульса электрона на этой орбите
Установлено, что кроме магнитного момента, обусловленного вращением по орбите, электрон обладает собственным магнитным моментом, равным Этот момент связывается с собственным (опять-таки не связанным с вращением по орбите) механическим моментом причем оказалось, что отношение
вдвое больше, чем для электронной орбиты. В дальнейшем выяснилось, что собственные магнитные и механические моменты существуют также у протона, нейтрона, атомных ядер и у других элементарных частиц.
Собственный механический момент элементарной частицы (не обусловленной движением по какой-либо траектории) называется спином, а связанный с ним собственный магнитный момент — спиновым магнитным моментом. Предположение о том, что спин электрона (или другой элементарной частицы) может быть обусловлен его вращением вокруг своей, оси (подобно моменту импульса вращающегося волчка), а магнитный момент — замкнутыми токами, образованными зарядами частицы при этом вращении, оказалось неприемлемым. Установлено, что спин и спиновой магнитный момент не есть «классическое» свойство элементарных частиц, которое можно было бы изменять, действуя на них различными силами и вращающими моментами, а есть их фундаментальное свойство, которое, подобно электрическому заряду, остается без изменений в любых условиях и при любых воздействиях.
Выше было показано, что рамка с током, а следовательно, и любое тело, обладающее магнитным моментом приобретают в внешнем магнитном поле В дополнительную энергию, равную Этот результат относится также и к физическим системам, состоящим из элементарных частиц (атом, атомные ядра, молекулы). Частота, с которой происходят колебания таких тел, например атомных ядер в внешнем магнитном поле, используется для измерения их магнитных моментов.