Gyromagnetisches Verhältnis
Das gyromagnetische Verhältnis (auch: magnetogyrisches Verhältnis[1]) bezeichnet den Proportionalitätsfaktor zwischen dem Drehimpuls (oder Spin) eines Teilchens und dem dazugehörigen magnetischen Moment
- .
Daher folgt: . Die international verwendete Einheit des gyromagnetischen Verhältnisses ist A·s·kg-1 oder auch s-1·T-1.
Das gyromagnetische Verhältnis eines geladenen Teilchens ist das Produkt seines (dimensionslosen) gyromagnetischen Faktors und seines Magnetons , bezogen auf das reduzierte plancksche Wirkungsquantum :
mit
- : elektrische Ladung
- : Teilchenmasse.
Das gyromagnetische Verhältnis kann bestimmt werden unter Ausnutzung des Barnett-Effektes und des Einstein-de-Haas-Effektes. In vielen anderen Experimenten, wie z.B. ferromagnetische Resonanz oder Elektronenspinresonanz, kann der Wert von deutlich abweichen – in diesem Fall spricht man vom spektroskopischen Splitting-Faktor bzw. -Verhältnis.
für reinen Bahndrehimpuls eines Elektrons
Wie im Artikel Magnetisches Moment ausgeführt, gilt für das Magnetische Moment des Bahndrehimpulses eines Elektrons:
- .
Mit
- der Ladung des Elektrons
- seiner Masse.
Daher folgt:
Mit
für den Spin eines Teilchens
Betrachtet man ein Teilchen mit Spin , so gilt:
- , beziehungsweise
Der Wert dieser Naturkonstanten ist für jede Teilchenart charakteristisch. Nach derzeitiger Messgenauigkeit beträgt sie
- für das Proton:
- für das Elektron:
dabei geben die eingeklammerten Ziffern jeweils die geschätzte Standardabweichung für den Mittelwert an, der den beiden letzten Ziffern vor der Klammer entspricht.
Siehe auch
Literatur
- Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main, 2000, ISBN 3-8171-1628-4
- H. Haken/H.C. Wolf: Atom- und Quantenphysik, 8. Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 2004, S.194 ff, ISBN 3540026215
Einzelnachweise
- ↑ Manfred Hesse, Herbert Meier, Bernd Zeeh: Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie. 7. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2005, ISBN 3-13-576107-X
- ↑ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 19. Juni 2011. Wert für
- ↑ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 19. Juni 2011. Wert für