Магнитният момент е фундаментално свойство на елементарните частици

Магнитният момент на атома е основната физическа векторно количество, характеризира магнитни свойства всички вещества. Източникът на образуване на магнетизъм, както поддържа класическата електромагнитна теория, са микровълните, произтичащи от движението на електрона в орбита. Магнитният момент е незаменима собственост на всички, без изключение. елементарни частици, ядра, атомни електронни черупки и молекули.

Магнетизъм, който е присъщ на всички елементарни частици, според квантова механика, се дължи на наличието на механичен момент, наречен спин (присъщ механичен импулс от квантова природа). Магнитните свойства на атомното ядро ​​са съставени от спинални импулси на съставните части на ядрото - протони и неутрони. Електронните черупки (вътреатомни орбити) също имат магнитен момент, който е сумата от магнитните моменти на електроните върху него.

С други думи, магнитните моменти на елементарните частици и атомни орбитали се дължат на вътреатомния квантово-механичен ефект, известен като пулса на въртене. Този ефект е подобен на ъгловата инерция на въртене около неговата централна ос. Спираловидният импулс се измерва в константата на Планк, основната константа на квантовата теория.

Всички неутрони, електрони и протони, от които всъщност атомът, според Планк, има въртене, равно на frac12-. В структурата на един атом, електроните, въртящи се около ядрото, в допълнение към въртящия импулс, също имат орбитален ъглова инерция. Ядрото, въпреки че заема статично положение, също има ъглова инерция, която се създава от ефекта на ядреното въртене.

Магнитното поле, което генерира атомен магнитен момент, се определя от различните форми на този ъглов импулс. Най - съществен принос за създаването на магнитно поле прави спин ефект. Според принципа Паули, според който два идентични електрона не могат да останат едновременно в едно и също квантово състояние, свързаните електрони се сливат и импулсите им на въртене придобиват диаметрално противоположни проекции. В този случай, магнитният момент на електрона се намалява, което намалява магнитните свойства на цялата структура. При някои елементи с четен брой електрони този момент намалява до нула и веществата престават да притежават магнитни свойства. По този начин магнитният момент на отделните елементарни частици има пряк ефект върху магнитните качества на цялата ядрено-атомна система.

Феромагнитните елементи с нечетен брой електрони винаги ще имат неземен магнетизъм, дължащ се на непълен електронен. В тези елементи съседните орбитали се припокриват и всички спинни моменти на недвоените електрони придобиват същата ориентация в пространството, което води до постигането на най-ниското енергийно състояние. Този процес се нарича обмен на взаимодействие.

С това изравняване на магнитните моменти на феромагнитните атоми възниква магнитно поле. И парамагнитните елементи, състоящи се от атоми с дезориентирани магнитни моменти, нямат вътрешно магнитно поле. Но ако действаме върху тях от външен източник на магнетизъм, тогава магнитните моменти на атомите ще се изравнят и тези елементи ще придобият и магнитни свойства.