Магнитные свойства вещества

Опыт показывает, что все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются. Магнитные свойства вещества объясняются гипотезой Ампера, согласно которой в любом теле существуют микроскопические кольцевые токи, обусловленные движением электронов в молекулах и атомах.

В реальном веществе в качестве замкнутых колец рассматриваются:

1). Ток вследствие орбитального движения электрона вокруг ядра. С достаточным приближением можно считать, что электрон движется в атоме по круговым орбитам. Поэтому он обладает орбитальным круговым моментом , модуль которого

,

где - сила тока, - частота вращения электрона по орбите, - площадь орбиты.

2). Собственный магнитный момент электрона , или spin. Спин является неотъемлемым свойством электрона, подобно его заряду и массе.

3). Внутриядерный магнитный момент, обусловленный магнитными моментами входящих в ядро протонов и нейтронов. Однако магнитные моменты ядер в тысячи раз меньше магнитных элементов электронов, поэтому ими пренебрегают.

Таким образом, общий магнитный момент атома (молекулы) равен векторной сумме магнитных моментов (орбитальных и спиновых) входящих в атом (молекулу) электронов:

.

При рассмотрении магнитных моментов электронов и атомов использовалась классическая теория, не учитывая ограничений, накладываемых на движение электронов законами квантовой механики. Однако это не противоречит полученным результатам, так как для дальнейшего объяснения намагничивания веществ существенно лишь то, что атомы обладают магнитными моментами.