磁矩

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物理上,磁矩表示一磁性物質的磁力強度。此概念是由電偶極矩的概念類比過來的,而且在自然界當中還沒有找到磁單極之下,磁矩成了磁力最主要的來源。

在磁場之中,磁矩可以表示成一帶電粒子在此一磁場中的磁通量。這一粒子的磁矩的大小將是負的,即粒子會是逆磁性的,而且其強度為此粒子的旋轉位能除以磁場強度所得的量。

在一個電流迴圈中,磁矩的值是電流乘於迴圈面積:

\boldsymbol{\mu}=I\boldsymbol{A}

其中μ為磁矩,I為電流,A為面積。面積的方向則為右手定則所決定的方向。

[编辑] 磁場中的磁矩

帶電物質在磁場中的力矩能量可以簡單地用磁矩來表示:

\boldsymbol{\tau}=\boldsymbol{\mu}\times\boldsymbol{B}
U=-\boldsymbol{\mu}\cdot\boldsymbol{B}

其中τ為力矩,单位是牛顿*米,U為能量,单位是焦耳,μ為磁矩,单位是安培*平方米,以及B為磁場強度。

[编辑] 基本粒子的磁矩

許多基本粒子(例如電子)都有內稟磁矩,這種磁矩和古典物理的磁矩不同,必須使用量子力學來解釋它,和粒子的自旋有關。而這種內稟磁矩即是許多在巨觀之下磁力的來源,許多的物理現象也和此有關。這些內稟磁矩是量子化的,也就是它有最小的基本單位,常常稱為「磁子」(magneton)或磁元,例如電子自旋磁矩的向量絕對值即和玻爾磁子成比例關係:

\boldsymbol{\mu_s}=-g_s \mu_B \boldsymbol{s}

其中\boldsymbol{\mu_s}為電子自旋磁矩,電子自旋g因子gs是一項比例常數,μB玻爾磁子s為電子的自旋角動量

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