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波尔磁子

玻尔磁子

波尔磁子（英语：Bohr magneton）是一个很重要的物理量，也称波尔磁矩或波尔磁元，根据量子力学理论所产生，其物理意义是单个自由电子在旋转时所产生的磁矩，是轨道磁矩的最小单元，也是原子偶极磁矩的度量。习惯上我们用μB表示波尔磁子，μB=eh/4πm=9.2732x10-24Am2 ，其中m为电子质量，e为电子电荷，h为普朗克常数。波尔磁子， 亦可写为玻尔磁子，两者为相同的概念。

定义
波尔磁子：原子的磁偶极矩 ， 为原子的轨道角动量，轨道角动量通常是约化普朗克常数 的整数倍，其绝对值的最小值为 。所以原子的磁偶极矩的绝对值有一最小单位，这就是波尔磁子（Bohr magneton），即。
原子中电子的轨道磁矩在z方向的投影的表达式为，其中，式中
它是轨道磁矩的最小单元，也是原子物理学中一个重要常数。
可改写为：
式中是精细结构常数（1/137），为第一玻尔半径。显然，为原子的电偶极矩的量度，而则是原子的磁偶极矩的度量 。
由来
波尔磁子，或称波尔磁元，以物理学家尼尔斯·玻尔的名字命名，是根据量子力学理论所得。1913年夏天，基于其原子模型，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）获得了原子角动量和原子磁矩的自然单位值。1920年，沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli）在一篇文章中给波尔磁子起了名字，也是对玻尔原子论的肯定。
波尔磁子是与电子相关的磁矩基本单位，是一项常数，其用在电子轨道角动量及自旋角动量相关磁性的表示，电子的自旋磁矩（内禀磁矩）就是一个波尔磁子。
表示方法
电磁学常用的单位有两种，一种是国际单位制，另一种则是厘米-克-秒制。因此，波尔磁子的定义也有两种不同的定义。
在国际单位制下，其定义为：
而在高斯单位制下，其定义为：
其中e为电子电荷， 为约化普朗克常数，me为电子质量，而c则为光速。
另外，在原子物理范畴里，有时使用原子单位制（a.u.），它的定义如下：取e=1， =1， =1为最基本的量，于是，波尔磁矩：
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