2 - 分子磁矩

分子磁矩

分子内部电子运动（轨道 + 自旋）产生的固有磁矩，是物质磁性的微观起源。

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分子磁矩的来源

来源	物理图像	贡献大小
电子轨道磁矩	电子绕核运动 → 环形电流 → 磁矩	$\sim {\mu }_B$
电子自旋磁矩	电子内禀自旋 → 磁矩（无经典对应）	$\sim 2{\mu }_B$（g因子≈2）
核自旋磁矩	质子/中子的自旋	$\ll {\mu }_B$（通常忽略）

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电子轨道磁矩

电子绕核运动的轨道角动量 $\vec{L}$ 对应一个环形电流，从而产生磁矩：

$${\vec{m}}_l=-\frac{e}{2m_e}\vec{L}$$

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分子磁矩与磁化强度

磁化强度 $\vec{M}$ 是单位体积内所有分子磁矩的统计平均：

$$\vec{M}=\frac{\sum {\vec{m}}_{\text{分子}}}{\Delta V}$$

• 顺磁质：分子有固有磁矩，外磁场使其趋向排列
• 抗磁质：分子无固有磁矩，外磁场感生反向磁矩
• 铁磁质：分子磁矩间存在强交换耦合 → 自发磁化 → 磁畴

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前置-磁偶极子 | 后置-磁介质的磁化