更新时间:2022-08-26 11:13
波尔磁子(英语:Bohr magneton)是一个很重要的物理量,也称波尔磁矩或波尔磁元,根据量子力学理论所产生,其物理意义是单个自由电子在旋转时所产生的磁矩,是轨道磁矩的最小单元,也是原子偶极磁矩的度量。习惯上我们用μB表示波尔磁子,μB=eh/4πm=9.2732x10-24Am2 ,其中m为电子质量,e为电子电荷,h为普朗克常数。波尔磁子, 亦可写为玻尔磁子,两者为相同的概念。
波尔磁子:原子的磁偶极矩 , 为原子的轨道角动量,轨道角动量通常是约化普朗克常数 的整数倍,其绝对值的最小值为 。所以原子的磁偶极矩的绝对值有一最小单位,这就是波尔磁子(Bohr magneton),即。
原子中电子的轨道磁矩在z方向的投影的表达式为,其中,式中
它是轨道磁矩的最小单元,也是原子物理学中一个重要常数。
可改写为:
式中是精细结构常数(1/137),为第一玻尔半径。显然,为原子的电偶极矩的量度,而则是原子的磁偶极矩的度量 。
波尔磁子,或称波尔磁元,以物理学家尼尔斯·玻尔的名字命名,是根据量子力学理论所得。1913年夏天,基于其原子模型,丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)获得了原子角动量和原子磁矩的自然单位值。1920年,沃尔夫冈·泡利(Wolfgang Pauli)在一篇文章中给波尔磁子起了名字,也是对玻尔原子论的肯定。
波尔磁子是与电子相关的磁矩基本单位,是一项常数,其用在电子轨道角动量及自旋角动量相关磁性的表示,电子的自旋磁矩(内禀磁矩)就是一个波尔磁子。
在国际单位制下,其定义为:
而在高斯单位制下,其定义为:
其中e为电子电荷, 为约化普朗克常数,me为电子质量,而c则为光速。
另外,在原子物理范畴里,有时使用原子单位制(a.u.),它的定义如下:取e=1, =1, =1为最基本的量,于是,波尔磁矩: