Magnetický moment atómov

Elektróny sa pohybujú okolo jadra

Tomuto pohybu prísluší orbitálny magnetický moment $\mu _{l}$

$\mu _{l}={\frac {e}{2m_{e}}}L$

L je vektor orbitálneho momentu hybnosti elektrónu

Merateľný je len priemet momentu hybnosti do smeru vonkajšieho magnetického poľa

$\mu _{l,z}=\pm {\frac {e\hbar }{2m_{e}}}m_{l},$

$m_{l}=0,\pm 1,\pm 2,\pm 3,\pm l$

$m_{l}$ je orbitálne magnetické kvantové číslo

Bohrov magnetón (viz. nizsie):

$\mu _{B}={\frac {e\hbar }{2m_{e}}}$

Elektróny majú vlastný moment hybnosti

Hovoríme o elektrónovom spine, ktorému prísluší spinový magnetický moment $\mu _{s}$. Je to základná vlastnosť mikročastice.

Priemet spinového magnetického momentu do smeru vonkajšieho magnetického poľa sa rovná

$\mu _{s}={\frac {e}{m_{e}}}S_{z}$

kde $S_{z}=m_{s}\hbar ,m_{s}=\pm {\frac {1}{2}}$ je priemet spinu do smeru vonakajšieho magnetického poľa,ktorý stotožňujeme so smerom osi z.

e je elementárny náboj a m_e je hmotnosť elektrónu

Po dosadení dostávame

$\mu _{s},z=\pm {\frac {e\hbar }{2m_{e}}}$

Znamienka plus, resp. mínus odpovedajú súhlasne, resp. nesúhlasne orientovanému priemetu magnetického spinového momentu do smeru osi z. Veľkosť $\mu _{s},z$ pre elektrón je $\mu _{B}=9,274.10^{-}24Am$ a túto veličinu voláme Bohrov magnetón.

V jadre sa pohybujú protóny a neutróny (majú magnetický moment)

Hovoríme o jadrovom spine, ktorému prísluší jadrový magnetický moment. Jadro ako celok nevykonáva žiaden translačný pohyb, preto má jadro ako celok orbitálny moment hybnosti rovný 0.

$\mu =gI\hbar$

I je spin jadra

g-faktor, tiež gyromagnetický pomer je bezromerná veličina charakteristická pre dané jadro.

Orbitálne a spinové magnetické momenty môžu mať opačné znamienka a tým sa môžu i vzájomne rušiť, a tak silne ovplyvňovať výsledný magnetický moment atómu. Magnetické momenty jadier sú 1000x slabšie než orbitálne a spinové momenty elektrónu.

Magnetický moment celého atomu resp. molekuly je vektorovým súčtom všetkých príslušných orbitálnych a spinových momentov. Ak sa takýmto súčtom vytvorí makroskopické magnetické pole, je látka magnetická. Názov diamagnetické látky používame pre materiály, ktorých spinový aj orbitálny magnetický moment atómov, alebo molekúl je nulový (zlato, bizmut, ortuť, voda, vzácne plyny a mnohé organické látky).