Магнитный резонанс. Физика. Часть 4 (квантовая механика и статистическая физика). Гладышев И.В - 21 стр.

                                 21

     В магнитном поле с индукцией В энергия магнитного мо-
мента E записывается в виде скалярного
                                r r     произведения
                          E = −M ⋅ B .                   (П1.5)
Появление знака минус связано с тем, что минимум энергии со-
ответствует равновесному состоянию контура с током, когда
нормаль к его плоскости ориентирована вдоль магнитного поля.
В неоднородном магнитном поле на контур с током действует не
только вращающий момент, но также и перемещающая сила F,
которая в случае одного измерения и M=const принимает вид
                         F = −∂ E = M ∂ B                (П1.6)
                               ∂x      ∂x
Как видно, если M > 0 , то эта сила втягивает контур с током в
магнитное поле, а при M < 0 – выталкивает.
     Магнитным моментом могут обладать не только контур с
током, но и некоторые частицы: электроны, протоны, нейтроны.
Согласно квантовой механике, их магнитный момент обусловлен
существованием у них собственного механического момента -
спина3.
     Частицы, обладающие в отсутствие магнитного поля отлич-
ным от нуля магнитным моментом, называют парамагнитными.
Существенное отличие между электронами, с одной стороны,
нейтронами и протонами с другой — состоит в том, что магнит-
ный момент электронов почти в 2000 раз больше чем у нейтрона
или протона. Магнитный момент ядер обусловлен наличием его у
нейтронов и протонов, входящих в состав ядра.




3
  Спин (spin) — собственный момент импульса элементарной частицы,
имеющий квантовую природу и не связанный с движением частицы как
целого. Спин частиц однозначно связан с характером статистики, которой
они подчиняются. Так, частицы с полуцелым спином (например, электро-
ны) подчиняются статистике Ферми-Дирака и для них справедлив принцип
запрета Паули. Частицы же с целым спином подчиняются статистике Бозе-
Эйнштейна и принцип Паули для них не имеет силы.