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波爾磁子
鎖定
波爾磁子（英語：Bohr magneton）是一個很重要的物理量，也稱波爾磁矩或波爾磁元，根據量子力學理論所產生，其物理意義是單個自由電子在旋轉時所產生的
磁矩，是
軌道磁矩的最小單元，也是原子偶極磁矩的度量。習慣上我們用μ
B表示波爾磁子，μ
B=eh/4πm=9.2732x10
-24Am
2 ，其中m為電子質量，e為電子電荷，h為
普朗克常數。
[1]
波爾磁子， 亦可寫為玻爾磁子，兩者為相同的概念。
[2-3]
- 中文名
-
波爾磁子
- 外文名
-
Bohr magneton
- 地 位
-
原子物理學中一個重要常數
[4]
- 物理意義
-
單個自由電子在旋轉時所產生磁矩
[3]
- 學 科
-
原子物理學
[4]
- 命名由來
-
用物理學家尼爾斯·玻爾的名字命名
[5]
波爾磁子定義
波爾磁子：原子的磁偶極矩
，
為原子的軌道角動量，軌道角動量通常是約化普朗克常數
的整數倍，其絕對值的最小值為
。所以原子的磁偶極矩的絕對值有一最小單位，這就是波爾磁子（Bohr magneton），即
。
[4]
原子中電子的軌道磁矩在z方向的投影
的表達式為
，其中
，式中
[4]
它是軌道磁矩的最小單元，也是原子物理學中一個重要常數。
[4]
可改寫為：
式中
是
精細結構常數（1/137），
為第一玻爾半徑。顯然，
為原子的電偶極矩的量度，而
則是原子的磁偶極矩的度量 。
[4]
波爾磁子由來
波爾磁子，或稱波爾磁元，以物理學家
尼爾斯·玻爾的名字命名，是根據
量子力學理論所得。1913年夏天，基於其原子模型，丹麥物理學家尼爾斯
·玻爾（Niels Bohr）獲得了原子角動量和原子磁矩的自然單位值。1920年，
沃爾夫岡·泡利（Wolfgang Pauli）在一篇文章中給波爾磁子起了名字，也是對玻爾原子論的肯定。
[5]
波爾磁子是與
電子相關的
磁矩基本單位，是一項常數，其用在電子軌道角動量及自旋角動量相關磁性的表示，電子的自旋磁矩（內稟磁矩）就是一個波爾磁子
[3]
。
波爾磁子表示方法
電磁學常用的單位有兩種，一種是
國際單位制，另一種則是釐米-克-秒制。因此，波爾磁子的定義也有兩種不同的定義
[5]
。
其中e為電子電荷，
為
約化普朗克常數，m
e為電子質量，而c則為光速。
[6]
另外，在原子物理範疇裏，有時使用原子單位制（a.u.），它的定義如下：取e=1，
=1，
=1為最基本的量，於是，波爾磁矩：
[7]
波爾磁子具體數值
| 單位制 | 值 | 單位 |
| 國際單位制（SI）
[1]
| 9.274009994(57)×10-24 |
|
| 釐米-克-秒單位制（CGS）
[6]
| 9.27400968(20)×10-21 |
|
| 原子單位制
[7]
| 1/2 | none |
- 參考資料
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-
1.
褚聖麟．原子物理學：高等教育出版社，1979年：56-57
-
2.
徐光憲．物質結構：科學出版社，1950：112-116
-
3.
曾謹言．量子力學教程：科學出版社，2014年：145-146
-
4.
楊福家．原子物理學：高等教育出版社，2008年：153-154
-
5.
保羅.狄拉克．量子力學原理：牛津大學出版社，1930年
-
6.
張永德．量子力學：科學出版社，2017年：90-91
-
7.
楊福家．原子物理學：高等教育出版社，2008年：148
