磁矩的物理效应是什么

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精选答案

磁矩magneticmoment描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量。平面载流线圈的磁矩定义为m=iSn式中i电流强度；S为线圈面积；n为与电流方向成右手螺旋关系的单位矢量。

在均匀外磁场中，平面载流线圈不受力而受力矩，该力矩使线圈的磁矩m转向外磁场B的方向；在均匀径向分布外磁场中，平面载流线圈受力矩偏转。

许多电机和电学仪表的工作原理即基于此。

在原子中，电子因绕原子核运动而具有轨道磁矩；电子还因自旋具有自旋磁矩；原子核、质子、中子以及其他基本粒子也都具有各自的自旋磁矩。

这些对研究原子能级的精细结构，磁场中的塞曼效应以及磁共振等有重要意义，也表明各种基本粒子具有复杂的结构。

分子的磁矩就是电子轨道磁矩以及电子和核的自旋磁矩构成的，磁介质的磁化就是外磁场对分子磁矩作用的结果。粒子的内禀属性。每种粒子都有确定的内禀磁矩。

自旋为s的点粒子的磁矩μ由给出，式中e和m分别是该粒子的电荷和质量，g是一个数值因子。自旋为零的粒子磁矩为零。自旋为1／2的粒子，g＝2；自旋为1的粒子，g＝1；自旋为3／2的粒子，g＝2／3。理论上普遍给出g＝1／s。粒子磁矩可通过实验测定。但实验测定结果并不与此相符，其间差别称为反常磁矩。

对于自旋均为1／2的电子、μ子、质子和中子，精确测定其g因子分别为电子g／2＝1.001159652193（10）μ子g／2＝1.001165923（8）质子g／2＝2.792847386（63）中子g／2＝－1.91304275（45）粒子反常磁矩的来源有二：

一是量子电动力学的辐射修正，电子、μ子属于这种情形，即使是点粒子，粒子产生的电磁场对其自身的作用导致自旋磁矩的微小变化，这一改变可以严格地用量子电动力学精确计算，结果与实验测定符合得很好；

另一是由于粒子有内部结构和强相互作用的影响，质子和中子属于这种情形，质子和中子的反常磁矩用于分析其内部结构。