Магнітны момант - фундаментальнае ўласцівасць элементарных часціц

Магнітны момант атама - асноўная фізічная вектарная велічыня, якая характарызуе магнітныя ўласцівасці любых рэчываў. Крыніцай фарміравання магнетызму, як сцвярджае класічная электрамагнітная тэорыя, з'яўляюцца микротоки, якія ўзнікаюць з прычыны руху электрона па арбіце. Магнітны момант - гэтая абавязковая ўласцівасць ўсіх без выключэння элементарных часціц, ядраў, атамных электронных абалонак і малекул.

Магнетызм, які ўласцівы ўсім элементарным часціцам, згодна з квантавай механіцы, абумоўлены наяўнасцю ў іх механічнага моманту, званага спінам (уласным механічным імпульсам квантавай прыроды). Магнітныя ўласцівасці атамнага ядра складаюцца з спінавай імпульсаў складовых частак ядра - пратонаў і нейтронаў. Электронныя абалонкі (внутриатомные арбіты) таксама маюць магнітны момант, які складае сума магнітных момантаў якія знаходзяцца на ёй электронаў.

Інакш кажучы, магнітныя моманты элементарных часціц і атамных арбіталей абумоўлены внутриатомным квантомеханическим эфектам, вядомым як спінавай імпульс. Дадзены эфект аналагічны кутняму моманту кручэння вакол уласнай цэнтральнай восі. Спінавай імпульс вымяраецца ў пастаяннай Планка - асноўны канстанты квантавай тэорыі.

Усе нейтроны, электроны і пратоны, з якіх, уласна, і складаецца атам, згодна з Планку, валодаюць спінам, роўным ½. У структуры атама электроны, круцячыся вакол ядра, акрамя спінавай імпульсу, маюць яшчэ і арбітальны кутняй момант. Ядро, хоць і займае статычнае становішча, таксама валодае кутнім момантам, які ствараецца эфектам ядзернага спіна.

Магнітнае поле, якое генеруе атамны магнітны момант, вызначаецца рознымі формамі гэтага кутняга моманту. Найбольш прыкметны ўклад у стварэнне магнітнага поля ўносіць менавіта спінавай эфект. Па прынцыпе Паўлі, паводле якога два тоесных электрона не могуць знаходзіцца адначасова ў аднолькавым квантавым стане, звязаныя электроны зліваюцца, пры гэтым іх спінавай імпульсы набываюць дыяметральна супрацьлеглыя праекцыі. У гэтым выпадку магнітны момант электрона скарачаецца, што памяншае магнітныя ўласцівасці ўсёй структуры. У некаторых элементах, якія маюць цотная колькасць электронаў, гэты момант памяншаецца да нулявой адзнакі, і рэчывы перастаюць валодаць магнітнымі ўласцівасцямі. Такім чынам, магнітны момант асобных элементарных часціц аказвае непасрэдны ўплыў на магнітныя якасці ўсёй ядзерна-атамнай сістэмы.

Ферамагнітныя элементы з няцотных колькасцю электронаў заўсёды будуць валодаць ненулявога магнетызмам за кошт няпарнага электрона. У такіх элементах суседнія арбіталь перакрываюцца, і ўсё спінавай моманты няпарных электронаў прымаюць аднолькавую арыентацыю ў прасторы, што прыводзіць да дасягнення найменшага энергетычнага стану. Гэты працэс называецца абменным узаемадзеяннем.

Пры такім выраўноўванні магнітных момантаў ферамагнітных атамаў ўзнікае магнітнае поле. А парамагнітнага элементы, якія складаюцца з атамаў з дэзарыентаваць магнітнымі момантамі, ня маюць уласнага магнітнага поля. Але калі ўздзейнічаць на іх знешніх крыніцай магнетызму, то магнітныя моманты атамаў выраўнуюцца, і гэтыя элементы таксама набудуць магнітныя ўласцівасці.