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2.2.1.轨道磁矩 假设质量为的电子以速度绕原子核作半径为的圆周运动，其等效电流为可写为， paper51.com ， 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 因此电子的轨道磁矩， 内容来自www.paper51.com
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根据， ， paper51.com 我们就可以推导出该电子做轨道运动在周围产生的磁场： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com ， 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
其中r是电子运动的轨道，m是电子质量。 内容来自www.paper51.com 轨道磁矩与轨道角动量间的关系是， 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
， paper51.com 下面进一步确定，注意到电子所受的向心力来自原子核的库仑引力，故有： paper51.com
， paper51.com 轨道速度即为： http://www.paper51.com
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以氢原子为例，，米，则安/米[3]。如图3所示（即动画3，我们可以清楚的看到电子绕原子核做逆时针旋转，从而产生了向上的轨道角动量和向下轨道磁矩，很好的了解了物质分子相当于分子电流的说法）。 copyright paper51.com
copyright paper51.com 2.2.2.自旋磁矩 paper51.com 自旋其实是一个量子力学概念，假如完全根据带电小球的机械旋转计算它的磁矩，则必须要求表面线速度大于光速，而这是不可能的，但是，轨道磁矩中，磁矩与荷质比及角动量成正比的关系，这个关系在自旋磁矩中仍然存在。区别仅在于，轨道磁矩等于角动量与荷质比乘积的一半，而自旋磁矩就等于和的乘积，前面没有系数。量子力学告诉我们，每个电子都有一个固定的自旋角动量是普朗克常数、因此每个电子都有一个固定的自旋磁矩： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 安/米。 paper51.com 可见，电子的自旋磁矩与轨道磁矩都属于同一数量级，其方向也与相应角动量的方向相反[3]，如图4所示（即动画4，电子绕自身逆时针自旋产生向上的自旋角动量和向下的自旋磁矩，生动形象的反映了电子自旋形成自旋磁矩及其方向）。 copyright paper51.com 同样的像电子轨道运动一样，电子自旋因为有磁矩也会产生磁场， 内容来自论文无忧网 www.paper51.com , paper51.com 其中r是电子的半径，m是电子质量。 内容来自www.paper51.com |