
【計】 gyromagnetic effect
circumgyrate; gyre; gyrus; slew; turn; circumgyration; gyration
【計】 gyro
【化】 gyrate; revolution; rotate; swing; whirl
magnetism
effect
【醫】 effect
回轉磁效應(Gyromagnetic Effect)是物理學中描述磁性材料内禀磁矩與角動量關系的核心現象,指物體磁化狀态改變時産生機械轉動,或反之機械旋轉引發磁化變化的物理過程。以下從漢英對照與原理層面進行解釋:
物理本質:原子或電子自旋角動量((vec{L}))與其磁矩((vec{mu}))的耦合關系,滿足公式:
$$ vec{mu} = gamma vec{L} $$
其中 (gamma) 為旋磁比(gyromagnetic ratio),是材料特性常數。
經典理論解釋
帶電粒子(如電子)旋轉時形成等效電流,産生磁矩。磁矩方向與角動量方向平行或反平行,比例由電荷質量比決定。
公式:(gamma = frac{e}{2m_e})(自由電子經典值,(e)為電荷,(m_e)為電子質量)。
量子修正與朗德g因子
實際材料中需引入無量綱g因子修正:
$$ gamma = g frac{e}{2m_e} $$
例如電子自旋g≈2,鐵磁體中因晶場作用g值偏離。
核磁共振(NMR)與磁共振成像(MRI)
原子核(如氫核)在磁場中因回轉磁效應發生進動,其頻率滿足(omega = gamma B_0),成為成像技術基礎 。
來源:美國國家生物技術信息中心(NCBI)核磁共振原理綜述。
微波器件(鐵氧體環行器/隔離器)
鐵氧體材料在高頻磁場下利用磁矩進動實現非互易電磁波傳輸,用于雷達與通信系統 。
來源:IEEE微波理論與技術彙刊(IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques)。
教材與專著
學術機構資源
回轉磁效應的核心關系可統一表述為:
$$ vec{tau} = frac{dvec{L}}{dt} = vec{mu} times vec{B} = gamma vec{L} times vec{B} $$
其中(vec{tau})為磁力矩,(vec{B})為外磁場。這一方程揭示了磁動力學與力學轉動的内在關聯。
回轉磁效應(Gyromagnetic Effect)是描述磁性物質中磁矩與角動量之間相互關系的物理現象。當物質(如原子、電子或原子核)受到外加磁場作用時,其磁矩會因角動量變化而産生進動(即回轉運動),這種效應揭示了磁性與機械旋轉之間的内在聯繫。
基本定義
回轉磁效應表現為磁性粒子的磁矩與其角動量成正比,公式為:
$$
gamma = frac{mu}{L}
$$
其中,(gamma)為回轉比(Gyromagnetic Ratio),(mu)為磁矩,(L)為角動量。
典型例子
應用領域
回轉磁效應側重于磁矩與機械運動的耦合,而一般磁效應(如磁化、磁感應)更關注磁場與物質的靜态或準靜态相互作用。
若需進一步了解量子力學中的詳細推導或實驗觀測方法,建議查閱凝聚态物理或電磁學專業文獻。
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