Momentul magnetic este o proprietate fundamentală a particulelor elementare

Momentul magnetic al unui atom este fizicul de bază vector cantitatea, caracterizează proprietăți magnetice orice substanță. Sursa formării magnetismului, după cum susține teoria electromagnetică clasică, sunt microcurnele care decurg din mișcarea unui electron în orbită. Momentul magnetic este o proprietate indispensabilă a tuturor, fără excepție. particule elementare, nuclei, mucegaiuri și molecule de electroni atomici.

Magnetismul, care este inerent pentru toate particulele elementare, conform mecanica cuantică, se datorează prezenței unui moment mecanic numit spin (un impuls mecanic intrinsec de natură cuantică). Proprietățile magnetice ale nucleului atomic sunt alcătuite din impulsuri de rotație ale părților componente ale nucleului - protoni și neutroni. Cochilii electronici (orbite intra-atomice) au, de asemenea, un moment magnetic, care este suma momentelor magnetice ale electronilor de pe ea.

Cu alte cuvinte, momentele magnetice ale particulelor elementare și atomice orbitale se datorează efectului mecanic cuantic intra-atomic, cunoscut ca pulsul de spin. Acest efect este similar momentului de rotație unghiular în jurul axei sale centrale. Pulsul de spin este măsurat în constanta Planck, constanta de bază a teoriei cuantice.

Toate neutronii, electronii și protonii, din care, de fapt, atomul constă, conform lui Planck, să aibă un spin egal cu frac12-. În structura unui atom, electronii, care se rotesc în jurul nucleului, în plus față de pulsul de spin, au de asemenea un impuls orbitar orbital. Nucleul, deși ocupă o poziție statică, are și un impuls unghiular, care este creat de efectul spinului nuclear.

Câmpul magnetic care generează un moment magnetic atomic este determinat de diferitele forme ale acestui moment unghiular. Cea mai importantă contribuție la crearea câmp magnetic face efectul de spin. Conform principiului Pauli, potrivit căruia doi electroni identici nu pot rămâne simultan în aceeași stare cuantică, electronii legați se îmbină, iar impulsurile lor de rotație dobândesc proiecții diametral opuse. În acest caz, momentul magnetic al electronului este redus, ceea ce reduce proprietățile magnetice ale întregii structuri. În unele elemente cu un număr par de electroni, acest moment scade la zero, iar substanțele încetează să posede proprietăți magnetice. Astfel, momentul magnetic al particulelor elementare individuale are un efect direct asupra calităților magnetice ale întregului sistem nuclear-atomic.

Elementele feromagnetice cu un număr impar de electroni vor avea întotdeauna magnetism nonzer datorită unui electron nepărsat. În astfel de elemente, orbitele vecine se suprapun și toate momentele de spin ale electronilor neparticipați își asumă aceeași orientare în spațiu, ceea ce conduce la obținerea celei mai scăzute stări de energie. Acest proces se numește interacțiunea de schimb.

Cu această egalizare a momentelor magnetice ale atomilor feromageni, apare un câmp magnetic. Și elementele paramagnetice, constând din atomi cu momente magnetice dezorientate, nu au un câmp magnetic intrinsec. Dar dacă le acționăm printr-o sursă externă de magnetism, atunci momentele magnetice ale atomilor vor egaliza și aceste elemente vor dobândi și proprietăți magnetice.