磁矩

　　magneticmoment

　　描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量.平面载流线圈的磁矩定义为

　　m=iSn式中i电流强度；S为线圈面积；n为与电流方向成右手螺旋关系的单位矢量.在均匀外磁场中,平面载流线圈不受力而受力矩,该力矩使线圈的磁矩m转向外磁场B的方向；在均匀径向分布外磁场中,平面载流线圈受力矩偏转.许多电机和电学仪表的工作原理即基于此.

　　在原子中,电子因绕原子核运动而具有轨道磁矩；电子还因自旋具有自旋磁矩；原子核、质子、中子以及其他基本粒子也都具有各自的自旋磁矩.这些对研究原子能级的精细结构,磁场中的塞曼效应以及磁共振等有重要意义,也表明各种基本粒子具有复杂的结构.

　　分子的磁矩就是电子轨道磁矩以及电子和核的自旋磁矩构成的,磁介质的磁化就是外磁场对分子磁矩作用的结果.

　　粒子的内禀属性.每种粒子都有确定的内禀磁矩.自旋为s的点粒子的磁矩μ由给出,式中e和m分别是该粒子的电荷和质量,g是一个数值因子.自旋为零的粒子磁矩为零.自旋为1／2的粒子,g＝2；自旋为1的粒子,g＝1；自旋为3／2的粒子,g＝2／3.理论上普遍给出g＝1／s.

　　粒子磁矩可通过实验测定.但实验测定结果并不与此相符,其间差别称为反常磁矩.对于自旋均为1／2的电子、μ子、质子和中子,精确测定其g因子分别为

　　电子g／2＝1.001159652193（10）

　　μ子g／2＝1.001165923（8）

　　质子g／2＝2.792847386（63）

　　中子g／2＝－1.91304275（45）

　　粒子反常磁矩的来源有二：一是量子电动力学的辐射修正,电子、μ子属于这种情形,即使是点粒子,粒子产生的电磁场对其自身的作用导致自旋磁矩的微小变化,这一改变可以严格地用量子电动力学精确计算,结果与实验测定符合得很好；另一是由于粒子有内部结构和强相互作用的影响,质子和中子属于这种情形,质子和中子的反常磁矩用于分析其内部结构.