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| 磁矩 | |
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磁矩， 描述 載流線圈或微觀粒子磁性的物理量。平面載流線圈的磁矩定義為m=iSn式中i電流強度;S為線圈面積;n為與電流方向成右手螺旋關係的單位矢量。[1]
在疇壁中磁矩分布示意圖均勻外磁場中，平面載流線圈不受力而受力矩，該力矩使線圈的磁矩m轉向外磁場B的方向;在均勻徑向分布外磁場中，平面載流線圈受力矩偏轉。許多電機和電學儀表的工作原理即基於此。
基本信息
中文名 磁矩 [2]
概念 載流線圈或微觀粒子磁性
屬性 物理量
公式 m=iSn
i 電流強度
S 線圈面積
定義
在原子中，電子因繞原子核運動而具有軌道磁矩；電子還因自旋具有自旋磁矩；原子核、質子、中子以及其他基本粒子也都具有各自的自旋磁矩。這些對研究原子能級的精細結構，磁場中的塞曼效應以及磁共振等有重要意義，也表明各種基本粒子具有複雜的結構。
分子的磁矩就是電子軌道磁矩以及電子和核的自旋磁矩構成的，磁介質的磁化就是外磁場對分子磁矩作用的結果。
粒子的內稟屬性。每種粒子都有確定的內稟磁矩。自旋為s的點粒子的磁矩μ由給出，式中e和m分別是該粒子的電荷和質量，g是一個數值因子。自旋為零的粒子磁矩為零。自旋為1/2的粒子，g=2；自旋為1的粒子，g=1；自旋為3/2的粒子，g=2/3。理論上普遍給出g=1/s。
粒子磁矩可通過實驗測定。但實驗測定結果並不與此相符，其間差別稱為反常磁矩。對於自旋均為1/2的電子、μ子、質子和中子，精確測定其g因子分別為 電子g/2=1.001159652193（10）
μ子g/2=1.001165923（8）
質子g/2=2.792847386（63）
中子g/2=－1.91304275（45）
粒子反常磁矩的來源有二：一是量子電動力學的輻射修正，電子、μ子屬於這種情形，即使是點粒子，粒子產生的電磁場對其自身的作用導致自旋磁矩的微小變化，這一改變可以嚴格地用量子電動力學精確計算，結果與實驗測定符合得很好；
另一是由於粒子有內部結構和強相互作用的影響，質子和中子屬於這種情形，質子和中子的反常磁矩用於分析其內部結構。
載流迴路
在一個載流迴路中，磁偶極矩是電流乘於迴路面積：u=I*a；
其中，u為磁偶極矩，I為電流，a為面積。面積的方向則為右手定則所決定的方向。
載流迴路在磁場中的力矩τ和能量U，與磁偶極矩的關係為：
U=T·B
其中，B為磁感應強度。
磁矩簡介
描述電流線圈的磁性質以及微觀粒子物理性質的物理量。
電流磁矩
圓形電流圈的磁矩為 m ＝iSn,式中i為電流強度，S為電流圈的面積，n為與i成右手螺旋的單位矢量。如圖所示任意形式的平面閉合電路的磁矩也可寫為電流強度與面積的乘積。
磁矩電與磁有許多相似之處。一個小電流圈可以看成正負磁極組成的磁偶極子，它在遠區激發的磁場和在外磁場中的行為同電偶極子在遠區激發的電場和在外電場中的行為類似。磁矩M在遠區的磁場，同電矩p在遠區的電場類似，
式中μo為真空磁導率,r為磁矩到場點的位矢。磁矩M在外磁場B中受的力F和力矩L同電偶極子在外電場的情況類似，分別為 F＝墷(m ·B),L＝m ×B。
與電多極矩類似,也存在磁多極矩,其級次以2 (l=1,2,3,…)表之，l＝1，即上述的磁偶極矩，l=2為磁四極矩。這些在電磁輻射中有廣泛應用。
電子磁矩
在原子中，電子繞原子核運動，具有相應的軌道磁矩；電子本身還具有自旋磁矩。無論軌道磁矩還是自旋磁矩都是量子化的，它們在空間任意方向的投影值也是量子化的,經常用的卻是後者。自旋磁矩μs在空間任意方向（如磁場方向,常取為z軸）的投影值為
式中μB＝eh/4πme＝9.274078×10 （安·米 ）稱為玻爾磁子、me為電子質量,e為電子電量的絕對值,h為普朗克常數。
軌道磁矩在空間任意方向的投影值為μB的正、負整數倍或為零。整個原子的磁矩為原子中各電子軌道磁矩和自旋磁矩的矢量和。原子磁矩在研究原子能級的精細結構、磁場中的塞曼效應以及磁共振等方面具有重要意義。
粒子磁矩
近代物理的理論和實驗都證明：原子核、質子、中子以及其他基本粒子都具有確定的自旋角動量和自旋磁矩，不過自旋磁矩與質量成反比，所以質子的自旋磁矩比電子的小得多。
這些粒子除具有上述的磁矩（稱為正常磁矩）外，還具有反常磁矩，並且，質子的反常磁矩比正常磁矩還大。中子的電荷為零，它沒有正常磁矩，但確有很大的反常磁矩，這說明質子、中子等粒子內部具有複雜的結構。
許多基本粒子(例如電子)都有內稟磁矩，這種磁矩和經典物理的磁矩不同，必須使用量子力學來解釋它，和粒子的自旋有關。而這種內稟磁矩即是許多在宏觀之下磁力的來源，許多的物理現象也和此有關。
這些內稟磁矩是量子化的，也就是它有最小的基本單位，常常稱為「磁子」(magneton)或磁元，例如電子自旋磁矩的矢量絕對值即和玻爾磁子成比例關係：
其中為電子自旋磁矩，電子自旋g因子gs是一項比例常數，μB為玻爾磁子，s為電子的自旋角動量。