보어 마그네톤

Bohr magneton
보어 마그네틱온의 가치
단위계 가치를 매기다 구성 단위
SI[1] 9.274009994(57)×10−24 J·T−1
CGS[2] 9.274009994(57)×10−21 에르그·지−1
eV[3] 5.7883818012(26)×10−5 eV·T−1
원자 단위 1/2 eħ/me

원자물리학에서 보어 마그네톤(심볼 μB)은 물리적 상수로서 궤도나 스핀 각운동량 중 하나에 의해 발생하는 전자의 자기 모멘트를 표현하기 위한 자연적인 단위다.[4][5] Bohr 마그네톤은 SI 단위로 정의된다.

다음 기준의 가우스CGS 단위에서

어디에

역사

초등 자석의 발상은 발터 리츠(1907)와 피에르 와이스 덕분이다. 이미 원자 구조의 러더포드 모델 이전에, 몇몇 이론가들은 자석이 플랑크의 상수 h를 포함해야 한다고 논평했다.[6] 공전 주파수에 대한 전자 운동 에너지의 비율이 h와 같아야 한다고 가정함으로써 리처드 간스는 1911년 9월 보어 마그네톤보다 두 배나 큰 값을 계산했다.[7] At the First Solvay Conference in November that year, Paul Langevin obtained a .[8] Langevin assumed that the attractive force was inversely proportional to distance to the power and specifically [9]

루마니아 물리학자 에테판 프로코피우는 1911년에 전자의 자기 모멘트에 대한 표현을 얻었다.[10][11] 이 값은 루마니아 과학 문헌에서 "Bohr-Procopiu 마그네트온"이라고 부르기도 한다.[12] 와이스 마그네톤은 1911년 테슬라당 1.53×10−24 줄에 해당하는 자기 모멘트 단위로 실험적으로 파생되었는데, 이는 보어 마그넷온의 약 20%에 해당한다.

1913년 여름, 그의 원자 모델의 결과로서 덴마크 물리학자 Niels Bohr에 의해 원자 각운동량과 자기 모멘트의 자연단위에 대한 값이 얻어졌다.[7][13] 1920년, 볼프강 파울리는 보어 자석에게 그 이름을 붙여주었는데, 보어 자석이라는 글에서 그는 그것을 와이스 자석이라고 부르는 실험자들의 자석과 대조했다.[6]

이론

충전된 입자의 자기 모멘트는 두 가지 방법으로 생성될 수 있다. 첫째로, 움직이는 전하가 전류를 형성하기 때문에 핵 주위의 전자의 궤도 운동은 암페어의 회로 법칙에 의해 자기 모멘트를 생성한다. 둘째, 전자의 고유 회전, 즉 스핀은 스핀 자기 모멘트를 가지고 있다.

보어의 원자 모델에서, 전자의 궤도 각도 운동량을 위한 자연 단위는 ħ으로 표시되었다. 보어 마그네톤은 그러한 각운동량을 가진 원자를 공전하는 전자의 자기 쌍극자 모멘트의 크기다. 보어 모델에 따르면, 이것은 지상 상태, 즉 가능한 가장 낮은 에너지의 상태라고 한다.[14]

전자의 스핀 각도운동량은 1/2㎛이지만, 스핀 각운동량과 입자의 상응하는 자기모멘트를 연관시키는 요소인 전자 스핀 g-요소가 약 2개이기 때문에 그 스핀에 의해 발생하는 내적인 전자자기모멘트 또한 대략 1보어 자석온이다.[15]

참고 항목

참조

  1. ^ "CODATA value: Bohr magneton". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Retrieved 2012-07-09.
  2. ^ O'Handley, Robert C. (2000). Modern magnetic materials: principles and applications. John Wiley & Sons. p. 83. ISBN 0-471-15566-7. (2014 CODATA 변화를 반영하여 값이 약간 수정됨)
  3. ^ "CODATA value: Bohr magneton in eV/T". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Retrieved 2012-07-09.
  4. ^ Schiff, L. I. (1968). Quantum Mechanics (3rd ed.). McGraw-Hill. p. 440.
  5. ^ Shankar, R. (1980). Principles of Quantum Mechanics. Plenum Press. pp. 398–400. ISBN 0306403978.
  6. ^ a b Keith, Stephen T.; Quédec, Pierre (1992). "Magnetism and Magnetic Materials: The Magneton". Out of the Crystal Maze. pp. 384–394. ISBN 978-0-19-505329-6.
  7. ^ a b Heilbron, John; Kuhn, Thomas (1969). "The genesis of the Bohr atom". Hist. Stud. Phys. Sci. 1: vi–290. doi:10.2307/27757291. JSTOR 27757291.
  8. ^ Langevin, Paul (1911). La théorie cinétique du magnétisme et les magnétons [Kinetic theory of magnetism and magnetons]. La théorie du rayonnement et les quanta: Rapports et discussions de la réunion tenue à Bruxelles, du 30 octobre au 3 novembre 1911, sous les auspices de M. E. Solvay. p. 404.
  9. ^ 이 공식은 다음과 같이 유의하십시오.
    404쪽에는 이렇게 되어 있다.
  10. ^ Procopiu, Ștefan (1911–1913). "Sur les éléments d'énergie" [On the elements of energy]. Annales scientifiques de l'Université de Jassy. 7: 280.
  11. ^ Procopiu, Ștefan (1913). "Determining the Molecular Magnetic Moment by M. Planck's Quantum Theory". Bulletin de la Section Scientifique de l'Académie Roumaine. 1: 151.
  12. ^ "Ștefan Procopiu (1890–1972)". Ștefan Procopiu Science and Technology Museum. Archived from the original on 2010-11-18. Retrieved 2010-11-03.
  13. ^ Pais, Abraham (1991). Niels Bohr's Times, in physics, philosophy, and politics. Clarendon Press. ISBN 0-19-852048-4.
  14. ^ Alonso, Marcelo; Finn, Edward (1992). Physics. Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-56518-8.
  15. ^ Mahajan, Anant S.; Rangwala, Abbas A. (1989). Electricity and Magnetism. McGraw-Hill. p. 419. ISBN 978-0-07-460225-6.