Спиновый магнитный момент электрона

Как указывалось выше, помимо орбитального момента электрон еще обладает спиновым моментом. В 1925 году было высказано предположение, основанное на опытах, что электрон вращается вокруг собственной оси, вследствие чего и возникает спиновый момент. Эту составляющую момента можно выразить математически через произведение спинового числа электрона и постоянной Планка деленной на 2π

,

(2.12)

где S - спиновое квантовое число электрона и независимо от главного квантового числа является величиной, одинаковой для всех электронов - S=1/2.

В соответствии с положениями квантовоймеханики величина вектора Ps выражается формулой

,

(2.13)

т.е. вектор механического момента численно равен .

Величина вектора спинового магнитного момента электрона m_S, исходя из экспериментальных данных, равна значению

.

(2.14)

Вквантовой механике также следовало

.

(2.15)

Значение вектора в выражениях (2.13) и (2.15) формально приписывается -S*.

Теоретическое обоснование электронного спина получено в релятивистской квантовой механике Дирака (1928г.), в которой существование спина и его магнитного момента выводилось из теории. Теория Дирака показала, что появление спина следует приписать специфически квантовым кинематическим свойствам поступательного движения электрона. Поэтому спиновый момент называют кинематическим.

Подставляя в формулу (2.14) величину магнетона Бора, получаем выражение

.

(2.16)

из формулы (2.16) следует второе универсальное гиромагнитное спиновое отношение

.

(2.17)

Сравнивая его с орбитальным видим, чтооно в два раза больше, т.е. g_S=2g _l =2.

Экспериментальные значения гиромагнитного отношения (в единицах e/2m) для переходных элементов группы железа и их сплавов показали, что они близки к значению g»2, что свидетельствует об основной роли спиновых магнитных моментов в образовании магнитных свойств атомов.

Дата добавления: 2015-07-11