Жиромагнитен коефициент

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Във физиката, жиромагнитен коефициент (наричан също магнито-механичен коефициент) на частица или система представлява отношението на магнитния диполен момент на частицата към нейния момент на импулса:

 \gamma = \frac{\mathbf{\mu}}{\mathbf{L}}

В измервателната система SI жиромагнитното отношение се измерва в [rad/(T.s)] (радиан върху Тесла по секунда). За жиромагнитния коефициент на въртящо се тяло около собствена ос на симетрия и с равномерно разпределена маса и заряд (например заредено кълбо) следва:

 \gamma = \frac{q}{2m}

където q е електрическия заряд на тялото, а m е неговата маса.

Жиромагнитен коефициент на свободен електрон[редактиране | edit source]

Свободният електрон притежава момент на импулса и магнитен момент произтичащи от въртенето на първия около собствената му ос (спин на електрона) или по-точно от квантовомеханичните явления свързани с подобно движение. Поради сложността на последното жиромагнитния коефициент на електрона се различава от класическия модел описан по-горе и се изразява като:

 \gamma_\mathrm{e} = \frac{-e}{2m_e}g_e = -g_e \mu_B/\hbar,

където безразмерния коефициент ge се нарича електронен g-фактор и има стойност малко повече от две и μB се нарича магнетон на Бор. Стойността на \gamma_\mathrm{e} е стандартизирана със следната точност:

 \gamma_\mathrm{e} = 1.760\,859\,74(15) \times 10^{11}\,s^{-1}T^{-1}.

Ядрен жиромагнитен коефициент[редактиране | edit source]

Протоните, неутроните и много атомни ядра притежават ядрен спин, който е причина за дефиниране на жиромагнитен коефициент и при тях. При изчисляването на коефициента се взема предвид заряда и масата на протона дори и когато се има предвид неутрони или атомни ядра. Това се прави с цел опростяване и съгласуваност. В този случай за коефициента се записва:

 \gamma = \frac{e}{2m_p}g = g \mu_p/\hbar,

където μp е ядрения магнетон и g е g-фактора на изследвания нуклеон или ядро.

Жиромагнитния коефициент на атомното ядро е важна величина при описване на явления свързани с ядрения магнитен резонанс. Подобни явления се основават на факта, че в магнитно поле атомните ядра извършват спиново-прецесионно движение с точно определена честота наречена честота на Лармор, която се изчислява като произведението на жиромагнитния коефициент и магнитната индукция (плътността на магния поток).

Приблизителни стойности на тази честота за някои добре известни атомни ядра са дадени в таблицата по-долу (Bernstein 2004).

Ядро γ / 2π (MHz/T)
1H 42.576
7Li 16.546
13C 10.705
14N 3.0766
15N -4.3156
17O -5.7716
23Na 11.262
31P 17.235

Вижте също[редактиране | edit source]

Източници[редактиране | edit source]

  • Максим Максимов,. Физика, част II, Електричество и магнетизъм. Вълни и частици. Булвест 2000, 2006.
  • Hoerst Stoecker. Taschenbuch der Physik. Harri Deutsch, 2005.