Ang magnetic moment ng isang atom ay ang pangunahing physical vector quantity na nagpapakilala sa magnetic properties ng anumang substance. Ang pinagmulan ng pagbuo ng magnetism, ayon sa klasikal na electromagnetic theory, ay mga microcurrents na nagmumula sa paggalaw ng isang electron sa orbit. Ang magnetic moment ay isang kailangang-kailangan na pag-aari ng lahat ng elementarya na particle, nuclei, atomic electron shell at molecule nang walang pagbubukod.
Ang
Magnetism, na likas sa lahat ng elementarya na particle, ayon sa quantum mechanics, ay dahil sa pagkakaroon ng mechanical moment sa mga ito, na tinatawag na spin (sariling mekanikal na momentum ng quantum nature nito). Ang mga magnetic na katangian ng atomic nucleus ay binubuo ng spin momenta ng mga bahagi ng constituent ng nucleus - mga proton at neutron. Ang mga electronic shell (intraatomic orbits) ay mayroon ding magnetic moment, na siyang kabuuan ng magnetic moments ng mga electron na matatagpuan dito.
Sa madaling salita, ang magnetic moments ng elementaryaang mga particle at atomic orbital ay dahil sa isang intra-atomic quantum mechanical effect na kilala bilang spin momentum. Ang epektong ito ay katulad ng angular momentum ng pag-ikot sa paligid ng sarili nitong central axis. Ang spin momentum ay sinusukat sa Planck's constant, ang pangunahing constant ng quantum theory.
Lahat ng neutron, electron at proton, kung saan, sa katunayan, ang atom ay binubuo, ayon kay Planck, ay may spin na katumbas ng ½. Sa istruktura ng isang atom, ang mga electron, na umiikot sa paligid ng nucleus, bilang karagdagan sa spin momentum, ay mayroon ding isang orbital angular momentum. Ang nucleus, bagama't nasa isang static na posisyon, mayroon ding angular momentum, na nilikha ng nuclear spin effect.
Ang magnetic field na bumubuo ng atomic magnetic moment ay tinutukoy ng iba't ibang anyo ng angular momentum na ito. Ang pinaka-kapansin-pansing kontribusyon sa paglikha ng isang magnetic field ay ginawa ng spin effect. Ayon sa prinsipyo ng Pauli, ayon sa kung saan ang dalawang magkaparehong electron ay hindi maaaring magkasabay sa parehong quantum state, ang mga nakagapos na electron ay nagsasama, habang ang kanilang spin momenta ay nakakakuha ng diametrically opposite projection. Sa kasong ito, ang magnetic moment ng electron ay nabawasan, na binabawasan ang magnetic properties ng buong istraktura. Sa ilang mga elemento na may pantay na bilang ng mga electron, ang sandaling ito ay bumababa sa zero, at ang mga sangkap ay huminto sa pagkakaroon ng mga magnetic na katangian. Kaya, ang magnetic moment ng mga indibidwal na elementary particle ay may direktang epekto sa mga magnetic na katangian ng buong nuclear-atomic system.
Ferromagnetic elements na may kakaibang bilang ng mga electron ay palaging magkakaroon ng non-zero magnetism dahil sa hindi pares na electron. Sa gayong mga elemento, ang mga kalapit na orbital ay nagsasapawan, at ang lahat ng mga sandali ng pag-ikot ng hindi magkapares na mga electron ay tumatagal ng parehong oryentasyon sa espasyo, na humahantong sa pagkamit ng pinakamababang estado ng enerhiya. Ang prosesong ito ay tinatawag na exchange interaction.
Sa pagkakahanay na ito ng mga magnetic moment ng ferromagnetic atoms, isang magnetic field ang lumitaw. At ang mga elemento ng paramagnetic, na binubuo ng mga atomo na may disoriented magnetic moments, ay walang sariling magnetic field. Ngunit kung kumilos ka sa mga ito gamit ang isang panlabas na pinagmumulan ng magnetism, ang magnetic moments ng mga atom ay pantay, at ang mga elementong ito ay magkakaroon din ng magnetic properties.
