Magneton Bohra - Bohr magneton

Wartość magnetonu Bohra
system jednostek wartość jednostka
SI 9,274 009 994 (57) x 10 -24 J · T −1
CGS 9,274 009 994 (57) × 10 −21 erg · G −1
eV 5,788 381 8012 (26) x 10 -5 eV · T −1
jednostki atomowe 1 / 2 eħ / m e

W fizyce atomowych The magneton Bohra (symbol ľ B ) jest fizyczne stałe i naturalne urządzenie do ekspresji moment magnetyczny danego elektronu spowodowany przez jego orbity lub wirowania pędu. Magneton Bohra jest zdefiniowany w jednostkach SI przez

oraz w jednostkach Gaussa CGS wg

gdzie

e jest ładunkiem elementarnym ,
ħ jest zredukowaną stałą Plancka ,
m e jest masą spoczynkową elektronu i
c to prędkość światła .

Historia

Idea magnesów elementarnych pochodzi od Walther Ritz (1907) i Pierre Weiss . Jeszcze przed modelem struktury atomowej Rutherforda kilku teoretyków stwierdziło, że magneton powinien obejmować stałą h Plancka . Postulując, że stosunek energii kinetycznej elektronu do częstotliwości orbity powinien być równy h , Richard Gans obliczył wartość dwukrotnie większą niż magneton Bohra we wrześniu 1911 r. Na pierwszej konferencji Solvay w listopadzie tego roku Paul Langevin uzyskał . Langevin założył, że siła przyciągania jest odwrotnie proporcjonalna do odległości od mocy, a konkretnie

Rumuński fizyki Ştefan Procopiu uzyskano wyrażenie na moment magnetyczny elektronu w 1911. Ta wartość jest czasami określany jako „Bohra-Procopiu magnetonu” w rumuński literaturze naukowej. Weiss magneton została eksperymentalnie uzyskane w 1911 roku jako jednostka momentu magnetycznego równej 1,53 x 10 -24 dżuli na Tesli , co stanowi około 20% magnetonu Bohra.

Latem 1913 r. Wartości naturalnych jednostek atomowego momentu pędu i momentu magnetycznego zostały uzyskane przez duńskiego fizyka Nielsa Bohra na podstawie jego modelu atomu . W 1920 roku Wolfgang Pauli nadał magnetonowi Bohra jego nazwę w artykule, w którym porównał go z magnetonem eksperymentatorów, który nazwał magnetonem Weissa .

Teoria

Moment magnetyczny naładowanej cząstki można wygenerować na dwa sposoby. Po pierwsze, poruszający się ładunek elektryczny tworzy prąd, stąd ruch orbitalny elektronu wokół jądra generuje moment magnetyczny zgodnie z prawem obwodu Ampère'a . Po drugie, wrodzony obrót lub spin elektronu ma spinowy moment magnetyczny .

W modelu atomowym Bohra naturalną jednostkę dla orbitalnego momentu pędu elektronu oznaczono jako ħ . Magneton Bohra jest wielkością magnetycznego momentu dipolowego elektronu krążącego wokół atomu o takim pędzie kątowym. Zgodnie z modelem Bohra jest to stan podstawowy , czyli stan o najniższej możliwej energii.

Spinowy moment pędu elektronu wynosi 1 / 2 ħ , ale wewnętrzną elektronowego moment magnetyczny spowodowane jego wirowania jest również około jeden Bohra magneton od spinu elektronowego g czynnika a , czynnik dotyczące wirowania pędu do odpowiednich moment magnetyczny cząstki wynosi około dwa.

Zobacz też

Bibliografia