
【化】 orbital magnetic moment
course; orbit; path; railway; roadway; track; trajectory; tramroad
【计】 orbiting laboratory
【化】 orbit; orbital; trajectory
【化】 magnetic moment
轨道磁矩(orbital magnetic moment)是描述带电粒子沿闭合路径运动时产生磁性质的物理量,其经典物理定义源于安培环路定理。在原子尺度中,该概念特指电子绕原子核轨道运动时形成的等效环形电流所对应的磁矩。
物理原理
根据经典电磁学推导,轨道磁矩$mu_L$与角动量$mathbf{L}$的关系式为: $$ mu_L = -frac{e}{2m_e} mathbf{L} $$ 其中$e$为电子电荷量,$m_e$为电子质量,负号表示磁矩方向与角动量方向相反。该公式由英国物理学家约瑟夫·拉莫尔在电子运动理论中首次系统阐述。
量子力学修正
在量子体系中,轨道磁矩的表达式调整为: $$ mu_L = -mu_B sqrt{l(l+1)} $$ 式中$mu_B$为玻尔磁矩($9.27times10^{-24} mathrm{J/T}$),$l$为轨道角动量量子数。这一修正由索末菲在原子结构精细理论中提出,并通过斯特恩-盖拉赫实验得到验证。
应用领域
权威参考文献
轨道磁矩是描述电子绕原子核轨道运动所产生磁性的物理量,其核心概念和意义可通过以下要点综合解释:
轨道磁矩由电子绕原子核的轨道运动形成,相当于环形电流产生的磁效应。这种运动遵循经典电磁学原理,类似于通电线圈的磁矩()。
轨道磁矩对原子能级精细结构、塞曼效应(磁场中光谱分裂)及磁共振现象等研究具有重要意义()。
如需更深入的理论推导或实验验证,可参考量子力学教材或相关研究文献。
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