Magnetisches Moment

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Nach Bohrs Atommodell dreht sich das Elektron um das Proton. Diese Kreisbahn kann analog zu einem Elektron, welches sich durch einen Leiter bewegt, gesehen werden. Demnach können wir eine Stromstärke

mit Umlaufzeit und Elementarladung berechnen.

Da eine Stromstärke besteht, muss das Elektron auch ein magnetisches Feld haben.

Die Einheit des magnetischen Moments ist . Mit

Radius , Bahngeschwindigkeit und der Formel für folgt:

Allerdings ist die Bewegung des Elektrons auf der Bahn ja ein Kreisimpuls, beschrieben mit dem Vektor (mit Richtungsvektor und Geschwindigkeitsvektor ). So kann man nun auch das magnetische Momentum vektoriell beschreiben:

Das magnetische Moment eines Elektrons nennt man Bohr-Magneton . Es gilt:

Bis jetzt wurde die Eigendrehung des Elektrons vernachlässigt. Allerdings dreht sich das Elektron ja um die eigene Achse, dessen Richtung man mit einer Quantenzahl beschreibt. Da das Elektron sich nur in zwei Richtungen drehen kann, lässt sich das ganze vereinfachen. Nun folgt für die Z-Komponente des magnetischen Moments: