Стартовая Предметный указатель Новости науки и техники
Новости науки и техники
История робототехники
Чего ждать от завтрашнего дня?
Главное предназначение робота - заменить человека в тех местах, где требуется высокая физическая устойчивость и точность. Кроме этого, такие устройства довольно часто применяются во время различных испытаний. Беспилотные самолеты-разведчики, саперные тралы, а также известные советские луноходы – все это, они - роботы. Далее...

робототехника

магнетон

МАГНЕТОН - единица измерения магн. момента, к-рую используют при изучении магн. свойств атомов и атомных ядер.

Согласно классич. электродинамике" движение заряж. частицы (с абс. значением заряда е и массой т)со скоростью 2560-125.jpg по круговой орбите радиуса r можно рассматривать как элементарный виток с круговым электрич. током, сила к-рого I равна заряду, делённому на период вращения2560-126.jpg , т. е. 2560-127.jpg. Магн. момент такого витка с током равен (в системе СГС) 2560-128.jpg , где 2560-129.jpg - площадь, охватываемая витком, и, следовательно, 2560-130.jpg, где lz = mvr - проекция орбитального момента I частицы на ось z, перпендикулярную плоскости витка (т. е. плоскости движения частицы). Если движение частицы подчиняется квантовым законам, то lz квантуется: 2560-131.jpg, где т, может принимать любые целые значения в интервале от - l до +l(ml = 0, 2560-132.jpg1, 2560-133.jpg2, . . .,. 2560-134.jpgl), и 2560-135.jpg, т. е. кратен величине 2560-136.jpg, имеющей размерность магн. момента и играющей в данном случае роль элементарного магн. момента - "кванта" магн. момента частицы.

В системах атомной физики (атомах, молекулах и т. п.), где существ. роль играют электроны, единицей измерения магн. момента системы является магнетон Бора:

2560-137.jpg

где те - масса электрона. В ядерной физике используется ядерный магнетон:

2560-138.jpg

где mp - масса протона. Т. о., магн. момент атомной или ядерной системы характеризуется соответствующим М. Поскольку магн. момент2560-139.jpg системы (молекулы, атома, атомного ядра, элементарной частицы) определяет величину энергии взаимодействия системы с внешним магн. полем (2560-140.jpg , где U - напряжённость поля), а также энергию магн. взаимодействия частиц друг с другом, очевидно, что магн. взаимодействия в ядерных системах (ядерный магнетизм) примерно на 4 порядка слабее, чем в атомных системах.

Кроме механич. момента, обусловленного движением частицы в пространстве (орбитального момента), каждая элементарная частица (электрон, протон, нейтрон и др.), входящая в рассматриваемую систему (атом, ядро и т. д.), может обладать также собственным механич. моментом - спином и связанным с ним собственным (спиновым) магн. моментом.

Отношение магн. момента к механическому наз. гиромагн. отношением. Для орбит. момента, как указано выше, это отношение равно2560-141.jpg . В случае спинового механич. момента гиромагн. отношение оказывается другим. Напр., из Дирака уравнения для электрона в нерелятивистском приближении во внешнем эл--магн. поле (см. также Паули уравнение)следует, что для собств. магн. момента и спина электрона гиромагн. отношение равно е/тс, т. е. вдвое больше, чем для орбитального движения электрона. Но поскольку спин электрона равен 2560-142.jpg, собств. магн. момент электрона оказывается равным по абсолютной величине2560-143.jpg

Для более точного определения собств. магн. момента электрона mе надо рассчитать его энергию взаимодействия с внешним магн. полем, точнее, собств. энергию электрона в этом поле. При этом, согласно квантовой электродинамике, следует учитывать также радиационные поправка, т. е. эффекты взаимодействия электрона с эл--магн. вакуумомнулевыми колебаниями эл--магн. поля). С учётом этих поправок собств. магн. момент электрона по абс. величине будет равен:

2560-144.jpg , где аномальный магнитный момент2560-145.jpg обусловлен радиац. поправками и очень мал по сравнению с2560-146.jpg: во втором порядке разложения по теории возмущений, где малым параметром является постоянная тонкой структуры

2560-147.jpg

Для определения собств. магн. моментов адронов, напр. нуклонов, кроме учёта вкладов эл--магн. взаимодействия необходимо учитывать гораздо большие по величине (и, следовательно, более важные) вклады сильного взаимодействия частиц, определяющих структуру нуклонов. Именно вследствие сложной структуры нуклонов значения собств. магн. моментов протона и нейтрона значительно отличаются от ядерного М.

В. Д. Kукин.

  Предметный указатель