Det magnetiska momentet för en atom är den huvudsakliga fysiska vektorkvantiteten som kännetecknar de magnetiska egenskaperna hos något ämne. Källan till bildandet av magnetism, enligt den klassiska elektromagnetiska teorin, är mikroströmmar som uppstår från rörelsen av en elektron i omloppsbana. Det magnetiska momentet är en oumbärlig egenskap hos alla elementarpartiklar, kärnor, atomära elektronskal och molekyler utan undantag.
Magnetism, som är inneboende i alla elementarpartiklar, enligt kvantmekaniken, beror på närvaron av ett mekaniskt moment i dem, kallat spinn (dess eget mekaniska momentum av kvantnaturen). Atomkärnans magnetiska egenskaper består av spinnmomentet hos kärnans beståndsdelar - protoner och neutroner. Elektroniska skal (intraatomiska banor) har också ett magnetiskt moment, vilket är summan av de magnetiska momenten för elektronerna som finns på det.
Med andra ord, elementära magnetiska ögonblickpartiklar och atomära orbitaler beror på en intraatomär kvantmekanisk effekt känd som spin momentum. Denna effekt liknar vinkelmomentet för rotation runt sin egen centrala axel. Spinnmomentum mäts i Plancks konstant, kvantteorins fundamentala konstant.
Alla neutroner, elektroner och protoner, som i själva verket atomen består av, enligt Planck, har ett spinn lika med ½. I strukturen av en atom har elektroner, som roterar runt kärnan, förutom spinnmomentet, också ett orbit alt vinkelmomentum. Kärnan, även om den intar en statisk position, har också en vinkelrörelsemängd, som skapas av kärnspinneffekten.
Det magnetiska fältet som genererar ett atomärt magnetiskt moment bestäms av de olika formerna av detta vinkelmoment. Det mest märkbara bidraget till skapandet av ett magnetfält görs av spinneffekten. Enligt Pauli-principen, enligt vilken två identiska elektroner inte kan vara samtidigt i samma kvanttillstånd, smälter bundna elektroner samman, medan deras spinnmoment får diametr alt motsatta projektioner. I detta fall reduceras elektronens magnetiska moment, vilket minskar de magnetiska egenskaperna hos hela strukturen. I vissa grundämnen som har ett jämnt antal elektroner minskar detta moment till noll, och ämnena upphör att ha magnetiska egenskaper. Således har det magnetiska momentet för enskilda elementarpartiklar en direkt inverkan på de magnetiska egenskaperna hos hela kärnatomsystemet.
Ferromagnetiska element med ett udda antal elektroner kommer alltid att ha icke-noll magnetism på grund av den oparade elektronen. I sådana element överlappar närliggande orbitaler, och alla spinmoment för oparade elektroner har samma orientering i rymden, vilket leder till uppnåendet av det lägsta energitillståndet. Denna process kallas utbytesinteraktion.
Med denna inriktning av de magnetiska momenten hos ferromagnetiska atomer uppstår ett magnetfält. Och paramagnetiska element, som består av atomer med desorienterade magnetiska moment, har inte sitt eget magnetfält. Men om du agerar på dem med en extern magnetisk källa, kommer atomernas magnetiska moment att jämnas ut, och dessa element kommer också att förvärva magnetiska egenskaper.
