effektivt magnetiskt moment. Kvant

  1. Magnetiskt ögonblick - Se Magnetism. Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron
  2. magnetiskt moment - MAGNETISK MOMENT vektorkvantitet som kännetecknar magneten. egenskaper hos ett ämne. Mm. besitter alla elementarpartiklar och system som bildas av dem (atomkärnor, atomer, molekyler). Mm. atomer, molekyler etc. Kemisk uppslagsverk
  3. MAGNETISKT MOMENT - Den huvudsakliga kvantiteten som kännetecknar magneten. fastigheter in-va. Magnetismens källa (M. m.), enligt klassikern. teori om el.-magnet. fenomen, yavl. makro- och mikro (atomära) - elektriska. strömmar. Elem. en sluten ström anses vara en källa till magnetism. Av erfarenhet och klassiskt. Physical Encyclopedic Dictionary
  4. MAGNETISKT MOMENT - MAGNETISKT MOMENT, mätning av styrkan hos en permanentmagnet eller en strömförande spole. Detta är den maximala vridkraften (vridmomentet) som appliceras på en magnet, spole eller elektrisk laddning i ett MAGNETISKT FÄLT delat med fältets styrka. Laddade partiklar och atomkärnor har också ett magnetiskt moment. Vetenskaplig och teknisk ordbok
  5. MAGNETIC MOMENT - MAGNETIC MOMENT - en vektormängd som karaktäriserar ett ämne som en källa magnetiskt fält. Det makroskopiska magnetiska momentet skapas av stängt elektriska strömmar och ordnat orienterade magnetiska moment av atomära partiklar. Stor encyklopedisk ordbok

När det placeras i ett externt fält kan ett ämne reagera på detta fält och själv bli en källa till ett magnetfält (magnetiseras). Sådana ämnen kallas magneter(jämför med dielektrikas beteende i ett elektriskt fält). Enligt deras magnetiska egenskaper delas magneter in i tre huvudgrupper: diamagneter, paramagneter och ferromagneter.

Olika ämnen magnetiseras på olika sätt. Materiens magnetiska egenskaper bestäms av de magnetiska egenskaperna hos elektroner och atomer. De flesta av ämnena är svagt magnetiserade - det är diamagneter och paramagneter. Vissa ämnen under normala förhållanden (vid måttliga temperaturer) kan magnetiseras mycket kraftigt - det är ferromagneter.

Många atomer har ett nettomagnetiskt moment lika med noll. Ämnen som består av sådana atomer är diamagetics. Dessa inkluderar till exempel kväve, vatten, koppar, silver, salt- NaCl, kiseldioxid Si02. Ämnen, i vilka det resulterande magnetiska momentet för atomen skiljer sig från noll, tillhör paramagneter. Exempel på paramagneter är: syre, aluminium, platina.

I det följande kommer vi, på tal om magnetiska egenskaper, främst att mena diamagneter och paramagneter, och ibland kommer vi speciellt att diskutera egenskaperna hos en liten grupp ferromagneter.

Låt oss först betrakta beteendet hos materiaelektroner i ett magnetfält. Låt oss för enkelhetens skull anta att elektronen roterar i atomen runt kärnan med en hastighet v längs en omloppsbana med radien r. En sådan rörelse, som kännetecknas av ett kretsloppsrörelsemängd, är väsentligen en cirkulär ström, som kännetecknas av ett kretsloppsmagnetiskt moment.

volym r orb. Baserat på revolutionsperioden runt omkretsen T= - det har vi

en godtycklig punkt för den bana elektronen per tidsenhet korsar -

en gång. Därför ges den cirkulära strömmen, lika med laddningen som passerar genom punkten per tidsenhet, av uttrycket

Respektive, orbitalt magnetiskt moment för en elektron enligt formeln (22.3) är lika med

Utöver orbital rörelsemängd har elektronen också sin egen rörelsemängd, kallad tillbaka. Spinn beskrivs av kvantfysikens lagar och är en inneboende egenskap hos en elektron - som massa och laddning (se mer detaljer i avsnittet om kvantfysik). Det inre vinkelmomentet motsvarar det inre (snurr) magnetiska momentet för elektronen r sp.

Atomernas kärnor har också ett magnetiskt moment, men dessa moment är tusentals gånger mindre än elektronernas moment, och de kan vanligtvis försummas. Som ett resultat, magnetens totala magnetiska moment Rtär lika med vektorsumman av de magnetiska omlopps- och spinnmomenten för magnetens elektroner:

Ett externt magnetfält verkar på orienteringen av partiklar av ett ämne som har magnetiska moment (och mikroströmmar), som ett resultat av vilket ämnet magnetiseras. Kännetecknande för denna process är magnetiseringsvektor J, lika med förhållandet mellan det totala magnetiska momentet för magnetens partiklar och magnetens volym AV:

Magnetisering mäts i A/m.

Om en magnet placeras i ett externt magnetfält В 0, då som ett resultat

magnetisering kommer ett internt fält av mikroströmmar B att uppstå, så att det resulterande fältet blir lika med

Betrakta en magnet i form av en cylinder med en basyta S och höjd /, placerad i ett enhetligt yttre magnetfält med induktion Vid 0 . Ett sådant fält kan skapas till exempel med hjälp av en solenoid. Orienteringen av mikroströmmar i det yttre fältet blir ordnad. I det här fallet är fältet för mikroströmmar hos diamagneter riktat mot det yttre fältet, och fältet för mikroströmmar hos paramagneter sammanfaller i riktning med det yttre fältet.

I valfri sektion av cylindern leder mikroströmmarnas ordning till följande effekt (Fig. 23.1). Ordnade mikroströmmar inuti magneten kompenseras av intilliggande mikroströmmar, och okompenserade ytmikroströmmar flyter längs den laterala ytan.

Riktningen för dessa okompenserade mikroströmmar är parallell (eller antiparallell) med strömmen som flyter i solenoiden och skapar en extern nolla. I allmänhet, de Ris. 23.1 ge den totala interna strömmen Detta ytström skapar ett internt mikroströmfält B v dessutom kan sambandet mellan strömmen och fältet beskrivas med formeln (22.21) för solenoidens noll:

Här tas den magnetiska permeabiliteten lika med ett eftersom mediets roll beaktas genom att införa ytströmmen; tätheten av lindningsvarv av solenoiden motsvarar en för hela längden av solenoiden /: n = ett //. I detta fall bestäms ytströmmens magnetiska moment av magnetiseringen av hela magneten:

Från de två sista formlerna, med hänsyn till definitionen av magnetisering (23.4), följer det

eller i vektorform

Sedan från formel (23.5) har vi

Erfarenhet av att studera magnetiseringens beroende av spänning yttre fält visar att fältet vanligtvis kan anses vara svagt och i expansionen i en Taylor-serie räcker det med att begränsa oss till en linjär term:

där den dimensionslösa proportionalitetskoefficienten x - magnetisk känslighetämnen. Med detta i åtanke har vi

Genom att jämföra den sista formeln för magnetisk induktion med den välkända formeln (22.1), får vi förhållandet mellan magnetisk permeabilitet och magnetisk känslighet:

Vi noterar att värdena för den magnetiska känsligheten för diamagneter och paramagneter är små och är vanligtvis modulo 10 "-10 4 (för diamagneter) och 10 -8 - 10 3 (för paramagneter). I detta fall för diamagneter. X x > 0 och p > 1.

Magnetiskt ögonblick

den huvudsakliga kvantiteten som kännetecknar ett ämnes magnetiska egenskaper. Källan till magnetism, enligt den klassiska teorin om elektromagnetiska fenomen, är elektriska makro- och mikroströmmar. En elementär källa till magnetism anses vara en sluten ström. Ur erfarenhet och klassisk teori elektromagnetiskt fält det följer att de magnetiska verkan av en sluten ström (strömförande krets) bestäms om produkten ( M) strömstyrka i till konturområdet σ ( M = iσ /c i CGS-systemet av enheter (Se CGS-systemet av enheter), med - ljusets hastighet). Vektor M och är per definition M. m. Det kan också skrivas i en annan form: M = m l, var m- kretsens ekvivalenta magnetiska laddning, och l- avståndet mellan "laddningarna" av motsatta tecken (+ och - ).

M. m. har elementarpartiklar, atomkärnor, elektronskal av atomer och molekyler. Den mekaniska massan av elementarpartiklar (elektroner, protoner, neutroner och andra), som visas av kvantmekaniken, beror på existensen av deras eget mekaniska moment - Spin a. Kärnmassorna är sammansatta av de inneboende (spin) massorna av protonerna och neutronerna som bildar dessa kärnor, såväl som massorna som är associerade med deras omloppsrörelse inom kärnan. Molekylmassorna hos elektronskalen hos atomer och molekyler är uppbyggda av spinn och orbitala molekylmassor av elektroner. Det magnetiska spinnmomentet för en elektron m cn kan ha två lika och motsatt riktade projektioner i riktningen för det externa magnetfältet N. Det absoluta värdet av projektionen

där μ i \u003d (9,274096 ± 0,000065) 10 -21 erg/gs - Bormagneton, h - Planck konstant t.ex och m e - laddningen och massan av elektronen, med- ljusets hastighet; S H- projicering av det spinnmekaniska momentet i fältets riktning H. Det absoluta värdet av spin M. m.

var s= 1 / 2 - spin kvantnummer (Se kvanttal). Förhållandet mellan spinn M. m. och det mekaniska momentet (bakåt)

sedan snurr

Studier av atomspektra har visat att m H cn faktiskt inte är lika med m in, utan m in (1 + 0,0116). Detta beror på verkan på elektronen av de så kallade nollpunktssvängningarna i det elektromagnetiska fältet (se Kvantelektrodynamik, Radiativa korrigeringar).

Orbital M. m. för en elektron m orb är relaterad till den mekaniska orbitalmoment orb genom relationen g opb = |m orb | / | orb | = | e|/2m e c dvs det magnetomekaniska förhållandet g opb är två gånger mindre än g cn. Kvantmekaniken tillåter endast en diskret serie av möjliga projektioner m orb på riktningen av det yttre fältet (den så kallade rumsliga kvantiseringen): m Н orb = m l m in , där m l - magnetiskt kvanttal som tar 2 l+ 1 värden (0, ±1, ±2,..., ± l, var l- orbital kvantnummer). I multielektronatomer bestäms orbital- och spinmagnetism av kvanttalen L och S totala omlopps- och spinmoment. Tillägget av dessa moment utförs enligt reglerna för rumslig kvantisering. På grund av ojämlikheten i magnetomekaniska relationer för elektronspinnet och dess orbitala rörelse ( g cn ¹ g opb) den resulterande M. m. av atomskalet kommer inte att vara parallell eller antiparallell med dess resulterande mekaniska moment J. Därför betraktar man ofta komponenten av den totala M. m. i vektorns riktning J lika med

var g J är det magnetomekaniska förhållandet mellan elektronskalet, Jär det totala vinkelkvanttalet.

M. m. av en proton vars spinn är

var Mpär protonens massa, som är 1836,5 gånger större m e , m gift - kärnmagneton lika med 1/1836,5 m c. Neutronen, å andra sidan, bör inte ha någon MM, eftersom den saknar laddning. Erfarenheten har dock visat att MM för protonen m p = 2,7927m är gift, och neutronens m n = -1,91315m är gift. Detta beror på närvaron av mesonfält nära nukleoner, som bestämmer deras specifika nukleära interaktioner (se Kärnkrafter, Mesoner) och påverkar deras elektromagnetiska egenskaper. Den totala M. m. av komplexa atomkärnor är inte multiplar av m gift eller m p och m n. Således M. m. kärnor av kalium

För att karakterisera det magnetiska tillståndet hos makroskopiska kroppar beräknas medelvärdet av den resulterande magnetiska kraften för alla mikropartiklar som bildar kroppen. Med hänvisning till en enhetsvolym av en kropp kallas magnetfältet magnetisering. För makrokroppar, särskilt när det gäller kroppar med atomär magnetisk ordning (ferro-, ferri- och antiferromagneter), introduceras begreppet medelatomär M. m. som medelvärdet av M. m. per en atom (jon) - bäraren av M. m. i kroppen. I ämnen med en magnetisk ordning erhålls dessa genomsnittliga atomära molekylmassor som kvoten av divideringen av den spontana magnetiseringen av ferromagnetiska kroppar eller magnetiska subgitter i ferri- och antiferromagneter (vid absolut nolltemperatur) med antalet atomer som bär molekylmassa per volymenhet. Vanligtvis skiljer sig dessa genomsnittliga atommolekylvikter från molekylvikterna för isolerade atomer; deras värden i Bohr-magnetoner m visar sig i sin tur vara fraktionerad (till exempel i övergången d-metaller Fe, Co och Ni, 2,218 m tum, 1,715 m tum och 0,604 m tum) Denna skillnad beror på en förändring i rörelsen av d-elektroner (bärare av M. m.) i en kristall jämfört med rörelse i isolerade atomer. När det gäller sällsynta jordartsmetaller (lantanider), såväl som icke-metalliska ferro- eller ferrimagnetiska föreningar (till exempel ferriter), de oavslutade d- eller f-skikten i elektronskalet (de huvudsakliga atombärarna av M. m.) av närliggande joner i kristallen överlappar svagt, därför finns en märkbar kollektivisering av dessa inga lager (som i d-metaller), och molekylmassorna hos sådana kroppar förändras lite i jämförelse med isolerade atomer. Den direkta experimentella bestämningen av MM på atomer i en kristall blev möjlig som ett resultat av användningen av magnetisk neutrondiffraktion, radiospektroskopi (NMR, EPR, FMR, etc.) och Mössbauer-effekten. För paramagneter är det också möjligt att introducera begreppet den genomsnittliga atommagnetismen, som bestäms genom den experimentellt hittade Curie-konstanten, som ingår i uttrycket för Curielagen a eller Curie-Weiss lagen a (se Paramagnetism).

Belyst.: Tamm I. E., Fundamentals of the theory of electricity, 8:e upplagan, M., 1966; Landau L. D. och Lifshitz E. M., Electrodynamics of continuous media, Moskva, 1959; Dorfman Ya. G., Magnetic properties and structure of matter, Moskva, 1955; Vonsovsky S.V., Magnetism of microparticles, M., 1973.

S.V. Vonsovsky.


Stora sovjetiska uppslagsverk. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. 1969-1978 .

Se vad det "magnetiska ögonblicket" är i andra ordböcker:

    Dimension L2I SI-enheter A⋅m2 ... Wikipedia

    Den huvudsakliga kvantiteten som kännetecknar magn. fastigheter i wa. Magnetismens källa (M. m.), enligt klassikern. e-postteori. magn. fenomen, yavl. makro och mikro (atomär) elektriska. strömmar. Elem. en sluten ström anses vara en källa till magnetism. Av erfarenhet och klassiskt. ... ... Fysisk uppslagsverk

    Stor encyklopedisk ordbok

    MAGNETISKT MOMENT, mätning av styrkan hos en permanentmagnet eller strömförande spole. Detta är den maximala vridkraften (vridmomentet) som appliceras på en magnet, spole eller elektrisk laddning i ett MAGNETISKT FÄLT delat med fältets styrka. Laddade... ... Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok

    MAGNETISKT MOMENT- fysiskt. ett värde som kännetecknar de magnetiska egenskaperna hos kroppar och partiklar av materia (elektroner, nukleoner, atomer, etc.); ju större det magnetiska momentet är, desto starkare (se) kroppen; det magnetiska momentet bestämmer det magnetiska (se). Eftersom alla elektriska ...... Great Polytechnic Encyclopedia

    - (Magnetiskt moment) produkten av en given magnets magnetiska massa och avståndet mellan dess poler. Samoilov K.I. Marine Dictionary. M. L .: State Naval Publishing House of the NKVMF of the USSR, 1941 ... Marine Dictionary

    magnetiskt moment- Har ka magn. sv i kroppen, arb. exp. produkt magn. ladda vid varje pol för ett avstånd mellan polerna. Ämnen metallurgi i allmänhet SV magnetiskt moment … Teknisk översättarhandbok

    En vektormängd som kännetecknar ett ämne som en källa till ett magnetfält. Det makroskopiska magnetiska momentet skapas av slutna elektriska strömmar och ordnat orienterade magnetiska moment av atomära partiklar. Mikropartiklar har orbital... encyklopedisk ordbok

Experiment av Stern och Gerlach

I $1921$ lade O. Stern fram idén om ett experiment för att mäta en atoms magnetiska moment. Han utförde detta experiment i samarbete med W. Gerlach för $ 1922. Metoden enligt Stern och Gerlach använder det faktum att en stråle av atomer (molekyler) kan avvika i ett inhomogent magnetfält. En atom som har ett magnetiskt moment kan representeras som en elementär magnet med små men ändliga dimensioner. Om en sådan magnet placeras i ett enhetligt magnetfält, så upplever den ingen kraft. Fältet kommer att verka på nord- och sydpolen av en sådan magnet med krafter som är lika stora och motsatta i riktning. Som ett resultat kommer atomens tröghetscentrum antingen att vara i vila eller röra sig i en rak linje. (I detta fall kan magnetens axel svänga eller precessera). Det vill säga, i ett enhetligt magnetfält finns inga krafter som verkar på en atom och ger den acceleration. Ett enhetligt magnetfält ändrar inte vinkeln mellan riktningarna för magnetfältsinduktionen och atomens magnetiska moment.

Situationen är annorlunda om det yttre fältet är inhomogent. I det här fallet är krafterna som verkar på magnetens nord- och sydpoler inte lika. Den resulterande kraften som verkar på magneten är icke-noll, och den ger en acceleration till atomen, längs fältet eller mot den. Som ett resultat, när den rör sig i ett inhomogent fält, kommer magneten i fråga att avvika från den ursprungliga rörelseriktningen. I detta fall beror storleken på avvikelsen på graden av fältinhomogenitet. För att få signifikanta avvikelser måste fältet förändras kraftigt redan inom magnetens längd (atomens linjära dimensioner är $\ca (10)^(-8)cm$). Experimentörer uppnådde sådan heterogenitet med hjälp av designen av en magnet som skapade ett fält. En magnet i experimentet såg ut som ett blad, den andra var platt eller hade ett hack. De magnetiska linjerna tjocknade vid "bladet", så att intensiteten i detta område var betydligt större än vid den platta polen. En tunn stråle av atomer flög mellan dessa magneter. Individuella atomer avböjdes i det genererade fältet. Spår av individuella partiklar observerades på skärmen.

Enligt begreppen i klassisk fysik har magnetiska moment i en atomstråle olika riktningar med avseende på någon axel $Z$. Vad betyder det: projektionen av det magnetiska momentet ($p_(mz)$) på denna axel tar alla värden för intervallet från $\left|p_m\right|$ till -$\left|p_m\right |$ (där $\left|p_( mz)\right|-$ magnetisk momentmodul). På skärmen ska strålen verka expanderad. Men i kvantfysiken, om kvantisering tas med i beräkningen, blir inte alla orienteringar av det magnetiska momentet möjliga, utan bara ett ändligt antal av dem. På skärmen delades alltså spåret av en stråle av atomer upp i ett visst antal individuella spår.

Experimenten som utfördes visade att till exempel en stråle av litiumatomer splittrades i $24$ strålar. Detta är motiverat, eftersom huvudtermen $Li - 2S$ är en term (en valenselektron med spin $\frac(1)(2)\ $ i s-banan, $l=0).$ är det möjligt att dra en slutsats om storleken på det magnetiska momentet. Detta är hur Gerlach bevisade att det magnetiska spinsmomentet är lika med Bohr-magneten. Studier av olika element visade fullständig överensstämmelse med teorin.

Stern och Rabi mätte de magnetiska momenten hos kärnor med detta tillvägagångssätt.

Så, om projektionen $p_(mz)$ kvantiseras, kvantiseras medelkraften som verkar på atomen från magnetfältet tillsammans med den. Experimenten av Stern och Gerlach bevisade kvantiseringen av projektionen av det magnetiska kvanttalet på $Z$-axeln. Det visade sig att atomernas magnetiska moment är riktade parallellt med $Z$-axeln, de kan inte riktas i en vinkel mot denna axel, så vi var tvungna att acceptera att orienteringen av de magnetiska momenten i förhållande till magnetfältet ändras diskret . Detta fenomen har kallats rumslig kvantisering. Diskretiteten hos inte bara atomernas tillstånd, utan också orienteringen av en atoms magnetiska moment i ett yttre fält är en fundamentalt ny egenskap hos atomernas rörelse.

Experimenten förklarades till fullo efter upptäckten av elektronspinnet, när det visade sig att atomens magnetiska moment inte orsakas av elektronens omloppsmoment, utan av partikelns inre magnetiska moment, som är associerat med dess inre mekaniskt moment (spin).

Beräkning av magnetmomentets rörelse i ett inhomogent fält

Låt en atom röra sig i ett inhomogent magnetfält, dess magnetiska moment är lika med $(\överhögerpil(p))_m$. Kraften som verkar på den är:

I allmänhet är en atom en elektriskt neutral partikel, så andra krafter verkar inte på den i ett magnetfält. Genom att studera en atoms rörelse i ett inhomogent fält kan man mäta dess magnetiska moment. Låt oss anta att atomen rör sig längs $X$-axeln, fältinhomogeniteten skapas i riktningen för $Z$-axeln (Fig. 1):

Bild 1.

\frac()()\frac()()

Med hjälp av villkor (2) transformerar vi uttryck (1) till formen:

Magnetfältet är symmetriskt med avseende på y=0-planet. Man kan anta att atomen rör sig i detta plan, vilket betyder att $B_x=0.$ Likheten $B_y=0$ kränks endast i små områden nära magnetens kanter (vi försummar denna kränkning). Av ovanstående följer att:

I det här fallet har uttryck (3) formen:

Precessionen av atomer i ett magnetfält påverkar inte $p_(mz)$. Vi skriver rörelseekvationen för en atom i utrymmet mellan magneterna i formen:

där $m$ är atomens massa. Om en atom passerar vägen $a$ mellan magneterna, så avviker den från X-axeln med ett avstånd lika med:

där $v$ är atomens hastighet längs $X$-axeln. Lämnar utrymmet mellan magneterna, fortsätter atomen att röra sig i en konstant vinkel med avseende på $X$-axeln längs en rät linje. I formel (7) är storheterna $\frac(\partial B_z)(\partial z)$, $a$, $v\ och\ m$ kända, genom att mäta z kan man beräkna $p_(mz)$.

Exempel 1

Träning: Hur många komponenter kommer atomstrålen att delas om de är i tillståndet $()^3(D_1)$ när man utför ett experiment som liknar experimentet från Stern och Gerlach?

Beslut:

En term delas upp i $N=2J+1$ undernivåer om Lande-multiplikatorn är $g\ne 0$, där

För att hitta antalet komponenter i vilka strålen av atomer kommer att delas, bör vi bestämma det totala interna kvanttalet $(J)$, multipliciteten $(S)$, orbitalkvanttalet, jämföra Lande-multiplikatorn med noll, och om det inte är noll, beräkna sedan antalet undernivåer.

1) För att göra detta, överväg strukturen för den symboliska registreringen av atomens tillstånd ($3D_1$). Vår term är dechiffrerad enligt följande: symbolen $D$ motsvarar orbitalkvanttalet $l=2$, $J=1$, multipliciteten av $(S)$ är lika med $2S+1=3\till S =1$.

Vi beräknar $g,$ genom att använda formeln (1.1):

Antalet komponenter som atomstrålen delas i är lika med:

Svar:$N=3,$

Exempel 2

Träning: Varför användes en stråle av väteatomer, som var i $1s$-tillståndet, i experimentet av Stern och Gerlach för att detektera spinn av en elektron?

Beslut:

I tillståndet $s-$ är rörelsemängden för elektronen $(L)$ lika med noll, eftersom $l=0$:

Det magnetiska momentet hos en atom, som är associerat med en elektrons rörelse i omloppsbana, är proportionellt mot det mekaniska momentet:

\[(\överhögerpil(p))_m=-\frac(q_e)(2m)\överhögerpil(L)(2.2)\]

därför är det lika med noll. Detta innebär att magnetfältet inte ska påverka väteatomernas rörelse i grundtillståndet, det vill säga dela flödet av partiklar. Men när man använde spektrala instrument visades det att linjerna i vätespektrumet visar närvaron av en fin struktur (dubler) även om det inte finns något magnetfält. För att förklara närvaron av en fin struktur lades idén om en inneboende mekanisk rörelsemängd av en elektron i rymden fram (spin).

I föregående stycke fann man att verkan av ett magnetiskt fält på en platt krets med ström bestäms av kretsens magnetiska moment, lika med produkten av strömstyrkan i kretsen och arean av \u200b \u200bkretsen (se formel (118.1)).

Enheten för magnetiskt moment är amperemetern i kvadrat (). För att ge en uppfattning om denna enhet påpekar vi att med en ström på 1 A har ett magnetiskt moment lika med 1 en cirkulär kontur med en radie på 0,564 m () eller en kvadratisk kontur med en sida av en kvadrat lika med 1 m. Vid en ström på 10 A har ett magnetiskt moment 1 en cirkulär radiekontur på 0,178 m ( ) etc.

En elektron som rör sig med hög hastighet i en cirkulär bana är ekvivalent med en cirkulär ström, vars styrka är lika med produkten av elektronladdningen och rotationsfrekvensen för elektronen längs banan: . Om radien av omloppsbanan är , och hastigheten på elektronen är , då och därför . Det magnetiska momentet som motsvarar denna ström är

.

Det magnetiska momentet är en vektorstorhet riktad längs normalen till konturen. Av de två möjliga riktningarna för normalen väljs en som är relaterad till strömriktningen i kretsen genom regeln för den högra skruven (Fig. 211). Rotation av den högergängade skruven i samma riktning som strömmen i kretsen orsakar en längsgående rörelse av skruven i riktningen . Den normala som väljs på detta sätt kallas positiv. Vektorns riktning antas sammanfalla med den positiva normalens riktning.

Ris. 211. Rotation av skruvhuvudet i strömriktningen gör att skruven rör sig i vektorns riktning

Nu kan vi förfina definitionen av riktningen för magnetisk induktion. Riktningen för magnetisk induktion antas vara den riktning i vilken den positiva normalen till kretsen med ström upprättas under fältets inverkan, dvs riktningen i vilken vektorn etableras.

SI-enheten för magnetisk induktion kallas tesla (T) efter den serbiske vetenskapsmannen Nikola Tesla (1856-1943). En tesla är lika med den magnetiska induktionen av ett enhetligt magnetfält där en platt strömförande krets med ett magnetiskt moment på en amperemeter i kvadrat utsätts för ett maximalt vridmoment på en newtonmeter.

Av formel (118.2) följer det

119.1. En cirkulär kontur med en radie på 5 cm, genom vilken en ström på 0,01 A flyter, upplever ett maximalt vridmoment lika med N × m i ett enhetligt magnetfält. Vad är den magnetiska induktionen av detta fält?

119.2. Vilket vridmoment verkar på samma kontur om normalen till konturen bildar en vinkel på 30° med fältets riktning?

119.3. Hitta det magnetiska momentet för strömmen som skapas av en elektron som rör sig i en cirkulär bana med radien m med en hastighet av m/s. Laddningen av en elektron är Cl.

Dela med sig