Bohr Magneton - Bohr magneton

O valor do magneto de Bohr
sistema de unidades valor unidade
SI 9.274 009 994 (57) × 10 −24 J · T −1
CGS 9.274 009 994 (57) × 10 −21 erg · G −1
eV 5,788 381 8012 (26) × 10 −5 eV · T −1
unidades atômicas 1 / 2 Eh / eu e

Na física atômica , o magneto de Bohr (símbolo μ B ) é uma constante física e a unidade natural para expressar o momento magnético de um elétron causado por seu momento orbital ou angular de spin . O magneto Bohr é definido em unidades SI por

e em unidades CGS gaussianas por

Onde

e é a carga elementar ,
ħ é a constante de Planck reduzida ,
m e é a massa de repouso do elétron e
c é a velocidade da luz .

História

A ideia dos ímãs elementares deve-se a Walther Ritz (1907) e Pierre Weiss . Já antes do modelo de estrutura atômica de Rutherford , vários teóricos comentaram que o magneto deveria envolver a constante h de Planck . Postulando que a razão entre a energia cinética do elétron e a frequência orbital deveria ser igual a h , Richard Gans calculou um valor que era duas vezes maior que o magneto de Bohr em setembro de 1911. Na Primeira Conferência Solvay em novembro daquele ano, Paul Langevin obteve um . Langevin presumiu que a força atrativa era inversamente proporcional à distância para a potência e especificamente

O físico romeno Ștefan Procopiu obteve a expressão para o momento magnético do elétron em 1911. O valor é às vezes referido como o "magneto Bohr-Procopiu" na literatura científica romena. O magneto Weiss foi experimentalmente derivado em 1911 como uma unidade de momento magnético igual a 1,53 × 10 −24 joules por tesla , que é cerca de 20% do magneto de Bohr.

No verão de 1913, os valores das unidades naturais de momento angular atômico e momento magnético foram obtidos pelo físico dinamarquês Niels Bohr como consequência de seu modelo de átomo . Em 1920, Wolfgang Pauli deu ao magneto Bohr seu nome em um artigo onde o comparou com o magneto dos experimentalistas que ele chamou de magneto de Weiss .

Teoria

Um momento magnético de uma partícula carregada pode ser gerado de duas maneiras. Primeiro, uma carga elétrica em movimento forma uma corrente, portanto, o movimento orbital de um elétron em torno de um núcleo gera um momento magnético pela lei circuital de Ampère . Em segundo lugar, a rotação inerente, ou spin, do elétron tem um momento magnético de spin .

No modelo atômico de Bohr, uma unidade natural para o momento angular orbital de um elétron foi denotada ħ . O magneto de Bohr é a magnitude do momento dipolar magnético de um elétron orbitando um átomo com tal momento angular. De acordo com o modelo de Bohr , este é o estado fundamental , ou seja, o estado de menor energia possível.

O momento angular de spin de um elétron é 1 / 2 ħ , mas o intrínseca de electrões momento magnético causadas pela sua rotação também é de aproximadamente um Bohr magnetão desde o spin electrónico g de factor-a , um factor relativo rotação momento angular de momento magnético correspondente de uma partícula, é de aproximadamente dois.

Veja também

Referências