Warum ist das magnetische Moment eines Protons schwächer als das des Elektrons?

Ich weiß, dass der Kern eines Atoms nicht zur Magnetisierung eines Atoms oder Materials beiträgt und dass die magnetischen Momente von Protonen viel schwächer sind als die von Elektronen. Warum ist das magnetische Moment eines Protons schwächer als das des Elektrons?

Hinweis: Ich weiß, dass sich Elektronen nicht wirklich drehen (sie werden durch Wellenfunktionen beschrieben).

Faule halbklassische Antwort: Sie haben den gleichen Drehimpuls, und das Proton ist viel schwerer, also hat es eine viel niedrigere klassische Winkelgeschwindigkeit.
Ja, aber ich hatte auf eine quantenmechanische Erklärung gehofft. Trotzdem danke!
Die quantenmechanische Antwort wird mit viel mehr Arbeit ungefähr gleich herauskommen, fwiw.
Am Ende kommt es also auf die Masse an?
Ja, da sind viele Details drin, aber letztendlich kommt man auf ein Ergebnis, das von der Masse und dem Eigenspin abhängt. Es wird dem klassischen Bild nahe kommen, aber einige andere Faktoren im Vordergrund haben.
Ich verstehe. Wenn Sie gute Links kennen, die dies ausführlicher diskutieren, wäre dies zu schätzen. Wenn nicht, ist das cool.
Jedes QFT-Buch wird dies behandeln.
@JerrySchirmer Du sagtest "also hat es eine viel geringere klassische Winkelgeschwindigkeit". Ich denke, Sie meinten "klassische Geschwindigkeit" anders als "klassische Winkelgeschwindigkeit" als Winkelgeschwindigkeit ( ω ) ist für Elektron und Proton im klassischen Wasserstoffatom gleich.
@verdelite, die "Spin-Winkelgeschwindigkeit" ist gleich? Beide haben einen Spin-Drehimpuls ℏ / 2 , und viele Größenordnungen Unterschied in ihrer Masse (außerdem ist das Proton kein Punktteilchen, also wäre sein "Trägheitsmoment" pro Masseneinheit höher), richtig?

Antworten (1)

Kernmagnetisches Moment ist gegeben durch M N → = G N μ N ICH → , Wo ICH → ist ein Kernspin, G N Ist G -Faktor u μ N = e ℏ 2 M P ist ein Kernmagneton.

Das orbitale magnetische Moment des Elektrons ist gegeben durch M → = − μ B l → , Wo l → ist ein Drehimpuls (genauer gesagt - Operator des Drehimpulses) und μ B = e ℏ 2 M e ist ein Bohr-Magneton.

Für Proton ⟨ M → N ⟩ ≈ 2.793 μ N .

Daher Verhältnis ⟨ M → ⟩ ⟨ M → N ⟩ ≈ μ B μ N ≈ 2000 2.793 ≈ 700 .

Warum ist das magnetische Moment eines Protons schwächer als das des Elektrons?
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