home

№343 Определение магнитного момента протона

?
Лабораторная работа № 343

Лабораторная работа №343
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИТНОГО МОМЕНТА ПРОТОНА
Приборы и принадлежности: электромагнит ЭМ-1, источник питания
постоянного тока Б5-49, измеритель магнитной индукции Ш1-9, частотомер
Ч3-44, амперметр постоянного тока.
Введение. Магнитное поле в веществе создается не только электрическим
током, протекающим по проводам, но и движением заряженных частиц внутри
атомов и молекул, а также собственными магнитными моментами электронов
и ядер. По современным представлениям собственный магнетизм вещества
обусловлен тремя причинами: 1) орбитальным движением электронов вокруг
ядер, 2) собственным магнитным моментом электронов, 3) собственным
магнитным моментом ядер. Изучению последнего явления и посвящена данная
работа.

Обозначим магнитный момент ядра  . Величина его не зависит от
внешнего магнитного поля, в котором находится вещество, содержащее такие
ядра. Направление вектора магнитного момента совпадает с направлением

момента импульса М . Коэффициент пропорциональности  называется
гиромагнитным отношением


(1)
  M .
В соответствии с квантовой теорией величина магнитного момента ядра
определяется следующей формулой:
   N g I I  1 ,
(2)
где
g – g-фактор (читается как жэ-фактор), который определяется
экспериментально,
I – целое или полуцелое число, которое принято называть спиновым
квантовым числом ядра (или просто – спином ядра). Спин зависит от
массового и зарядового чисел ядра.
N – ядерный магнетон Бора.
e
N 
.
(3)
2m p
Здесь mp – масса протона,
е – заряд протона ( он равен элементарному заряду),
 – постоянная Планка, разделенная на 2.

Благодаря воздействию внешнего магнитного поля с индукцией B
ядерный магнитный момент ориентируется в нем определенным образом. Как
следует из квантовой теории, возможны такие ориентации, при которых

220