Магнетон, одиниця виміру магнітного моменту, прийнята в атомній і ядерній фізиці.
Магнітний момент атомних систем в основному обумовлений рухом електронів і їх спином і вимірюється в магнетонах Бору:
ерг/гс (1)
Тут — Планка постійна, е і m — абсолютні величина заряду і маса електрона, з — швидкість світла.
В ядерній фізиці магнітні моменти вимірюються в ядерних магнетонах, що відрізняються від m Би заміною маси електрона m на масу протона М-коду :
ерг/гс (2)
Фізичний сенс величини m Би легко зрозуміти з напівкласичного розгляду рухи електрона по круговій орбіті радіусу r із швидкістю v. Така система аналогічна витку із струмом, сила I якого дорівнює заряду, що ділиться на період обертання: I = ev / 2p r . Згідно з класичною електродинамікою, магнітний момент витка із струмом, що охоплює площу S рівний в системі Гауса (див. СГС система одиниць ) m = Is/c = evr / 2 з , або m = em l / 2 mc , где M l = mvr — орбітальний момент кількості руху електрона. Якщо врахувати, що за квантовими законами орбітальний момент M l електрона може набувати лише дискретних значень, кратних постійною Планка, M l = l , де l = 0, 1, 2..., то вийде наступне вираження:
(3)
Таким чином, магнітний момент електрона, що знаходиться в змозі з орбітальним моментом M l , кратний М. Бору. Отже, в даному випадку m Би грає роль елементарного магнітного моменту — «кванта» магнітного моменту електрона.
Окрім орбітального моменту кількості руху M l , обумовленого обертанням, електрон володіє власним механічним моментом — спином, рівним s = 1 / 2 (у одиницях ) . магнітний момент Спину m s = 2m Би s , тобто в 2 рази більше величини, яку слід було чекати на підставі формули (3), але так как s = 1 / 2 , то m s електрона також дорівнює М. Бору: m s = m Би . Цей факт безпосередньо витікає з релятивістської квантової теорії електрона, в основі якої лежить Дираку рівняння .
Ядерний М. має аналогічний сенс: це магнітний момент, що створюється рухом протона (усередині ядра) з орбітальним моментом l = 1. Проте власні магнітні моменти ядерних часток — протона і нейтрона, що володіють, як і електрон, спином 1 / 2 , значно відрізняються від тих значень, які вони повинні були б мати по теорії Дираку. Аномальні магнітні моменти цих часток обумовлені їх сильною взаємодією .
