Moment magnétique d'un électron

Les électrons tournant autour d'un noyau sont analogues à une boucle de courant circulaire. Ce courant produit un moment dipolaire magnétique proportionnel au moment angulaire orbital de l'électron. Étant donné que le moment angulaire orbital est quantifié en termes de la constante réduite de Planck, le moment dipolaire est quantifié en magnéton de Bohr. La valeur du magnéton de Bohr est de 9,27 x 10^-24 Am². Les électrons ont également un moment angulaire de spin intrinsèque, et le moment magnétique de spin associé est d'environ un magnéton de Bohr. Le moment angulaire orbital et de spin se combinent de manière vectorielle pour donner le moment magnétique net d'un matériau. La somme vectorielle de ces moments détermine les propriétés magnétiques des matériaux.

Prenons un exemple où la magnétisation de saturation du fer est estimée. La quantité inconnue peut être évaluée à l'aide des quantités connues, telles que la masse atomique du fer de 55,8 um, qui a une densité de 7,87 g/cm³ et un moment magnétique net par atome de 2,2 magnétons de Bohr.

Maintenant, le nombre d'atomes par unité de volume du matériau est donné par l'expression suivante :

nombre d'atomes par unité de volume = (densité x nombre d'Avogadro) / masse atomique

En substituant les valeurs connues de densité, de nombre d'Avogadro et de masse atomique dans l'expression ci-dessus, le nombre d'atomes par unité de volume est calculé pour être de 0,849 x 10²³ atome/cm³.

Maintenant, le moment magnétique par atome est de 2,2 magnétons de Bohr. En utilisant la valeur du magnéton de Bohr, la valeur du moment magnétique par atome est de 20,394 x 10^-24 Am².

Enfin, la magnétisation de saturation est égale au nombre d'atomes par unité de volume multiplié par le moment magnétique par atome. Par conséquent, la valeur calculée de la magnétisation de saturation pour le fer est de 1,7314 Am².