مگنتون بور

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
مقدار مگنتون بور
دستگاه یکاها مقدار یکا
SI[۱] ۹.۲۷۴۰۰۹۶۸(20)×۱۰−۲۴ J·T−1
CGS[۲] ۹.۲۷۴۰۰۹۶۸(20)×۱۰−۲۱ Erg·G−1
eV[۳] ۵.۷۸۸۳۸۱۸۰۶۶(38)×۱۰−۵ eV·T−1
یکاهای اتمی ۱۲

در فیزیک اتمی، مگنتون بور (نماد μB) یک ثابت فیزیکی و یکای طبیعی برای گشتاور مغناطیسی یک الکترون است که از تکانه زاویه‌ای مداری یا از تکانه زاویه‌ای اسپین ناشی می‌شود.[۴][۵] مگنتون بور در دستگاه بین‌المللی یکاها (SI) به این صورت تعریف می‌شود:

و در دستگاه یکاهای گاوسی سانتیمتر-گرم-ثانیه به صورت :

که

e بار بنیادی است،ħ ثابت پلانک کاهش‌یافته است،
me جرم سکون الکترون است و
c سرعت نور است.

گشتاور مغناطیسی الکترون، که گشتاور مغناطیسی اسپین ذاتی آن است، تقریباً برابر با ۱ مگنتون بور است.[۶]

تاریخچه[ویرایش]

ایده آهنرباهای بنیادی برآمده از والتر ریتز و پییر ویس است. پیش از مطرح شدن مدل اتمی رادرفورد، بسیاری از نظریه‌پردازان ابراز کرده بودند که مگنتون باید با ثابت پلانک h مرتبط باشد.[۷] با این فرضیه که نسبت انرژی جنبشی به بسامد مداری الکترون باید برابر با h باشد،ریچارد گانس در سپتامبر ۱۹۱۱ مقداری را برای آن محاسبه نمود که دوبرابر مگنتون بور بود[۸]. در نخستینکنفرانس سلوی در نوامبر همان سال، پل لانژون نیز مضربی از آن را به دست آورد.[۹] فیزیکدان رومانیایی، اشتفان پروکوپیو توانست گشتاور مغناطیسی الکترون را در سال ۱۹۱۱ محاسبه‌کند.[۱۰][۱۱] در متون علمی رومانیایی گاهی از مقدار آن با نام مگنتون بور-پروکوپیو یاد می‌شود.[۱۲]

مگنتون بور برابر با گشتاور دوقطبی مغناطیسی یک الکترون در حال حرکت مداری با تکانه زاویه‌ای مداری برابر یک ħ است. طبق مدل بور، این حالت پایه است یعنی حالت مربوط به پایین‌ترین انرژی ممکن.[۱۳] در تابستان ۱۹۱۳، این مقدار این مقدار به طور طبیعی در نتیجه مدل اتمی او به دست آمد.[۸][۱۴] همین نتیجه به طور جداگانه‌ای توسط پروکوپیو با استفاده را نظریه کوانتومی ماکس پلانک در سال ۱۹۱۱ ارائه شده‌بود.[۱۱] در سال ۱۹۲۰ ولفگانگ پاولی نام مگنتون بور را برای آن گذاشت تا آن را مگنتون به دست آمده از طریق تجربی که به آن مگنتون ویس می‌گفت، متمایز سازد[۷]

اگرچه تکانه زاویه‌ای یک الکترون ۱/۲ħ است، گشتاور مغناطیسی ذاتی الکترون ناشی از اسپین آن تقریباً برابر با ۱ مگنتون بور است. فاکتور جی الکترون تقریباً برابر ۲ است.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. "CODATA value: Bohr magneton". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Retrieved 2012-07-09. 
  2. Robert C. O'Handley (2000). Modern magnetic materials: principles and applications. John Wiley & Sons. p. 83. ISBN 0-471-15566-7.  (value was slightly modified to reflect 2010 CODATA change)
  3. "CODATA value: Bohr magneton in eV/T". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Retrieved 2012-07-09. 
  4. L. I. Schiff (1968). Quantum Mechanics. McGraw-Hill. p. 440. 
  5. R. Shankar (1980). Principles of Quantum Mechanics. Plenum Press. pp. 398–400. ISBN 0306403978. 
  6. Anant S. Mahajan, Abbas A. Rangwala (1989). "intrinsic+dipole+moment"+and+electron+"Bohr+magneton" Electricity and Magnetism. مک‌گرا-هیل. p. 419. ISBN 978-0-07-460225-6. 
  7. ۷٫۰ ۷٫۱ Stephen T. Keith and Pierre Quédec (1992). "Magnetism and Magnetic Materials: The Magneton". Out of the Crystal Maze. pp. 384–394. ISBN 978-0-19-505329-6. 
  8. ۸٫۰ ۸٫۱ John Heilbron; Thomas Kuhn (1969). "The genesis of the Bohr atom". Historical Studies in the Physical Sciences. 1: 232. 
  9. Paul Langevin (1911). La théorie cinétique du magnétisme et les magnétons. La théorie du rayonnement et les quanta: Rapports et discussions de la réunion tenue à Bruxelles, du 30 octobre au 3 novembre 1911, sous les auspices de M. E. Solvay. p. 403. 
  10. Ştefan Procopiu (1911–1913). "Sur les éléments d'énergie". Annales scientifiques de l'Université de Jassy. 7: 280. 
  11. ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ Ştefan Procopiu (1913). "Determining the Molecular Magnetic Moment by M. Planck's Quantum Theory". Bulletin scientifique de l’Académie roumaine de sciences. 1: 151. 
  12. "Stefan Procopiu (1890-1972)". Stefan Procopiu Science and Technique Museum. Retrieved 2010-11-03. 
  13. Marcelo Alonso, Edward Finn (1992). Physics. ادیسون-وزلی. ISBN 978-0-201-56518-8. 
  14. Abraham Pais (1991). Niels Bohr's Times, in physics, philosophy, and politics. Clarendon Press. ISBN 0-19-852048-4.