
【计】 gyromagnetic effect
circumgyrate; gyre; gyrus; slew; turn; circumgyration; gyration
【计】 gyro
【化】 gyrate; revolution; rotate; swing; whirl
magnetism
effect
【医】 effect
回转磁效应(Gyromagnetic Effect)是物理学中描述磁性材料内禀磁矩与角动量关系的核心现象,指物体磁化状态改变时产生机械转动,或反之机械旋转引发磁化变化的物理过程。以下从汉英对照与原理层面进行解释:
物理本质:原子或电子自旋角动量((vec{L}))与其磁矩((vec{mu}))的耦合关系,满足公式:
$$ vec{mu} = gamma vec{L} $$
其中 (gamma) 为旋磁比(gyromagnetic ratio),是材料特性常数。
经典理论解释
带电粒子(如电子)旋转时形成等效电流,产生磁矩。磁矩方向与角动量方向平行或反平行,比例由电荷质量比决定。
公式:(gamma = frac{e}{2m_e})(自由电子经典值,(e)为电荷,(m_e)为电子质量)。
量子修正与朗德g因子
实际材料中需引入无量纲g因子修正:
$$ gamma = g frac{e}{2m_e} $$
例如电子自旋g≈2,铁磁体中因晶场作用g值偏离。
核磁共振(NMR)与磁共振成像(MRI)
原子核(如氢核)在磁场中因回转磁效应发生进动,其频率满足(omega = gamma B_0),成为成像技术基础 。
来源:美国国家生物技术信息中心(NCBI)核磁共振原理综述。
微波器件(铁氧体环行器/隔离器)
铁氧体材料在高频磁场下利用磁矩进动实现非互易电磁波传输,用于雷达与通信系统 。
来源:IEEE微波理论与技术汇刊(IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques)。
教材与专著
学术机构资源
回转磁效应的核心关系可统一表述为:
$$ vec{tau} = frac{dvec{L}}{dt} = vec{mu} times vec{B} = gamma vec{L} times vec{B} $$
其中(vec{tau})为磁力矩,(vec{B})为外磁场。这一方程揭示了磁动力学与力学转动的内在关联。
回转磁效应(Gyromagnetic Effect)是描述磁性物质中磁矩与角动量之间相互关系的物理现象。当物质(如原子、电子或原子核)受到外加磁场作用时,其磁矩会因角动量变化而产生进动(即回转运动),这种效应揭示了磁性与机械旋转之间的内在联系。
基本定义
回转磁效应表现为磁性粒子的磁矩与其角动量成正比,公式为:
$$
gamma = frac{mu}{L}
$$
其中,(gamma)为回转比(Gyromagnetic Ratio),(mu)为磁矩,(L)为角动量。
典型例子
应用领域
回转磁效应侧重于磁矩与机械运动的耦合,而一般磁效应(如磁化、磁感应)更关注磁场与物质的静态或准静态相互作用。
若需进一步了解量子力学中的详细推导或实验观测方法,建议查阅凝聚态物理或电磁学专业文献。
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