МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ

Основная величина, характеризующая магн. свойства в-ва. Источником магнетизма (М. м.), согласно классич. теории эл.-магн. явлений, явл. макро- и микро(атомные)- электрич. токи. Элем. источником магнетизма считают замкнутый ток. Из опыта и классич. теории эл.-магн. поля следует, что магн. действия замкнутого тока (контура с током) определены, если известно произведение силы тока i на площадь контура s (M=is/с в СГС системе единиц). Вектор М и есть, по определению, М. м. Его можно записать по аналогии с электрическим дипольным моментом в форме: M=ml, где т — эквивалентный магнитный заряд контура, а l — расстояние между «магн. зарядами» противоположных знаков.

М. м. обладают элем. ч-цы, ат. ядра, электронные оболочки атомов и молекул. М. м. отдельных элем. ч-ц (эл-нов, протонов, нейтронов и др.), как показала квант. механика, обусловлен существованием у них собств. механич. момента — спина. М. м. ядер складываются из спиновых М. м. протонов и нейтронов, образующих эти ядра, а также из М. м., связанных с их орбит. движением внутри ядра. М. м. ат. ядер на три порядка меньше М. м. эл-нов в атомах, поэтому М. м. атомов и молекул определяется в осн. спиновыми и орбитальными М. м. эл-нов. Спиновый М. м. эл-на mсп может ориентироваться во внеш. магн. поле так, что возможны только две равные и противоположно направленные проекции mсп на направление вектора напряжённости Н внеш. поля:

где ?е? — абс. значение элем. электрич. заряда, me — масса покоя эл-на, mБ — магнетон Бора, SH — проекция на H спинового механич. момента. Исследования ат. спектров показали, что mcn фактически равен не mБ, а mБ(1+0,0116). Это обусловлено действием на эл-н т. н. нулевых колебаний эл.-магн. поля (см. КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА).

Орбитальный М. м. эл-на mорб связан с его орбит. механич. моментом

где gорб — магнитомеханическое отношение для орбит. движения эл-на. Квант. механика допускает лишь дискр. ряд возможных проекций mорб на направление внеш. поля (см. КВАНТОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ): mop6=ml•mБ, где ml — магнитное квантовое число, принимающее 2l+1 значений (0, ±1, ±2, ..., ±l, где l — орбит. квант. число). В атомах суммарные орбитальный и спиновый М. м. эл-нов определяются отдельно квант. числами L и S. Сложение этих моментов проводится по правилам пространств. квантования. В силу неравенства магнитомеханич. отношения для спина эл-на и его орбит. движения результирующий М. м. электронной оболочки атома не будет параллелен или антипараллелен её результирующему механич. моменту.

Для хар-ки магн. состояния макроскопич. тел вычисляется ср. значение результирующего М. м. всех образующих тело микрочастиц. Отнесённый к ед. объёма тела М. м. наз. намагниченностыо. Для макроскопич. гол, особенно для тел с магнитной структурой атомной (ферро-, ферри- и антиферромагнетиков), вводят понятие средних атомных М. м. как ср. значениям, м., приходящегося на один атом (ион) — носитель М. м. Обычно средние атомные М. м. отличаются от М. м. изолированных атомов; их значения в mБ оказываются дробными (напр., у Fe, Co и Ni они равны соответственно 2,218; 1,715 и 0,604 mБ).