magnetic moment

マグネット用語集

磁気モーメント

【英】：Magnetic Moment

磁気双極子の強さ。単位はSI単位系ではウェーバ・メートル[Wb・m]、CGS単位系では電磁単位・センチメートル[emu・cm]。単位体積あたりの磁気モーメントを磁化という。

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磁気モーメント

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/11/16 15:17 UTC 版)

磁気モーメント magnetic moment
量記号	m
次元	T0 L2 M0 I
種類	ベクトル
SI単位	A m2 = J T-1

磁気モーメント（じきモーメント、英: magnetic moment）あるいは磁気能率とは、磁石の強さ（磁力の大きさ）とその向きを表すベクトル量である。外部にある磁場からもたらされる磁石にかかるねじる方向に働く力のベクトル量を指す。ループ状の電流や磁石、電子、分子、惑星などもそれぞれ磁気モーメントを持っている。

磁気モーメントは強さと方向を持ったベクトルと考えることができる。磁気モーメントの方向は磁石のS極からN極へ向いている。磁石がつくる磁場は磁気モーメントに比例する。正確には「磁気モーメント」とは一般的な磁場を多重極展開したときの1次項が生成する磁気双極子モーメントの系を言う。物体の磁場の双極子成分は磁気双極子モーメントの方向について対称であり、物体からの距離の −3 乗に比例して減少していく。

磁気モーメントは周囲に磁束を作る。

対になる磁極の強さを ±m=q_m/μ₀ とし、負極から正極を指すベクトルを d とする。磁気モーメント m はモーメントの名のとおり、m と d の積である。

${\boldsymbol {m}}=m{\boldsymbol {d}}.$

ゼーマン効果の模式図。磁場がない場合は縮退していたエネルギー準位（左）が、磁場がかかることで分裂する（右)。この分裂は原子中に存在する電子の磁気モーメントに起因する。

原子の磁気モーメントについて調べるためには、原子全体の全角運動量を求めなければならない。これを求めるためには、原子中に存在する全ての電子のスピン角運動量と軌道角運動量について各々の和をとり、角運動量の合成を用いて計算すればよい。このとき、原子の磁気モーメントの絶対値は^[2]

${\displaystyle m_{\text{Atom}}=g_{J}\mu _{B}{\sqrt {J(J+1)}}}$

ラーモア歳差運動の模式図。太い赤矢印は磁場ベクトル、細い赤矢印は粒子のスピンベクトル。粒子を負電荷とすると、磁気モーメントは緑矢印回りに歳差する。