磁矩

磁矩

科技名词定义

中文名称：

磁矩

英文名称：

magnetic area moment

定义：

(1)对于磁偶极子，为电流、回路面积与垂直回路平面的单位矢量(其方向对应于回路转向)三者之积。(2)对于某一区域内的物质，为包含在该区域内所有基本磁偶极子磁矩的矢量和。

应用学科：

电力（一级学科）；通论（二级学科）

以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

  

磁矩

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。在畴壁中磁矩分布示意图均匀外磁场中，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。

目录

定义

载流回路中的磁场

基本粒子的磁矩

定义

　　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。

  

古地球磁矩的变化

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

各种磁矩示意图(3张)

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。

载流回路中的磁场

　　在一个载流回路中，磁偶极矩是电流乘于回路面积：u=I*a；

　　其中，u为磁偶极矩，I 为电流，a 为面积。面积的方向则为右手定则所决定的方向。

　　载流回路在磁场中的力矩τ 和能量U ，与磁偶极矩的关系为：

　　U=T·B

　　其中，B 为磁感应强度。

基本粒子的磁矩

　　许多基本粒子(例如电子)都有内禀磁矩，这种磁矩和经典物理的磁矩不同，必须使用量子力学来解释它，

  

核自旋与核磁矩

和粒子的自旋有关。而这种内禀磁矩即是许多在宏观之下磁力的来源，许多的物理现象也和此有关。这些内禀磁矩是量子化的，也就是它有最小的基本单位，常常称为“磁子”(magneton)或磁元，例如电子自旋磁矩的矢量绝对值即和玻尔磁子成比例关系：

　　其中为电子自旋磁矩，电子自旋g因子gs是一项比例常数，μB为玻尔磁子，s为电子的自旋角动量。