磁矩

　　描述電流線圈的磁性質以及微觀粒子物理性質的物理量。

　　電流的磁矩　圓形電流圈的磁矩為

m ＝iSn，

式中i為電流強度，>S為電流圈的面積，n為與i成右手螺旋的單位矢量。如圖所示任意形式的平面閉合電路的磁矩也可寫為電流強度與面積的乘積。

　　電與磁有許多相似之處。一個小電流圈可以看成正負磁極組成的磁偶極子，它在遠區激發的磁場和在外磁場中的行為同電偶極子在遠區激發的電場和在外電場中的行為類似。磁矩M在遠區的磁場，同電矩p在遠區的電場類似，

，

式中μ_o為真空磁導率，r為磁矩到場點的位矢。磁矩M在外磁場B中受的力F和力矩L同電偶極子在外電場的情況類似，分別為

F＝∇(m ·B)，L＝m ×B。

　　與電多極矩類似，也存在磁多極矩，其級次以2^l(l=1，2，3，…)表之，l＝1，即上述的磁偶極矩，l=2為磁四極矩。這些在電磁輻射中有廣泛應用。

　　電子磁矩　在原子中，電子繞原子核運動，具有相應的軌道磁矩；電子本身還具有自旋磁矩。無論軌道磁矩還是自旋磁矩都是量子化的，它們在空間任意方向的投影值也是量子化的，經常用的卻是後者。自旋磁矩μ_s在空間任意方向（如磁場方向，常取為z軸）的投影值為

式中μ_B＝eh/4πm_e＝9.274078×10^-24（安·米²）稱為玻爾磁子、m_e為電子質量，e為電子電量的絕對值，h為普朗克常數。

　　軌道磁矩在空間任意方向的投影值為μ_B的正、負整數倍或為零。整個原子的磁矩為原子中各電子軌道磁矩和自旋磁矩的矢量和。原子磁矩在研究原子能級的精細結構、磁場中的塞曼效應以及磁共振等方面具有重要意義。

　　粒子的磁矩　近代物理的理論和實驗都證明：原子核、質子、中子以及其他基本粒子都具有確定的自旋角動量和自旋磁矩，不過自旋磁矩與質量成反比，所以質子的自旋磁矩比電子的小得多。這些粒子除具有上述的磁矩（稱為正常磁矩）外，還具有反常磁矩，並且，質子的反常磁矩比正常磁矩還大。中子的電荷為零，它沒有正常磁矩，但確有很大的反常磁矩，這說明質子、中子等粒子內部具有復雜的結構。