為什麼分子內部的環形電流會產生磁場呢?分子電流假說證明巨集觀物體能產生磁場,那微觀物體如何產生磁場?

時間 2021-06-25 18:30:56

1樓:劉子璇

一開始安培提出分子電流假說的時候,認為每個原子的外層核外電子繞原子核運動時會產生環電流,這就好比是乙個通電的小線圈,畢竟只要有電荷的定向移動,就有電流,根據電流磁效應,線圈會產生磁矩M=IS,I是電流大小,S是線圈面積,因此每個分子都可以看做是乙個小磁針,這是早期的分子電流假說。

後來人們發現,不只是電子繞原子核的運動會產生磁矩,即使是乙個電子,乙個質子,也會有磁矩,人們覺得也許是因為電子和質子有自轉造成的,實驗也發現帶電粒子的磁矩確實正比於它的自旋角動量,利用這個比值還可以求出經典物理預言的其內部電荷的分布。

再後來人們發現,即使是沒有電荷的中子,居然也有磁矩!這表明中子具有更複雜的內部電荷分布,現在認為中子的磁矩是構成其夸克的磁矩沒有完全抵消形成的,因此人們不再把粒子的磁矩和電荷,旋轉掛鉤了,而是把它做為粒子的內凜性質,同質量,電荷,自旋角動量一樣,微觀世界和巨集觀世界有很大的不同,很多物理量都是分立的,磁矩同樣也是,至於粒子的磁矩到底是如何產生的,這個問題和粒子的電荷是如何產生的一樣涉及到微觀粒子的本質,我給不了明確的答案,總之不能簡單的歸結於電流。

安培分子電流假說雖然離實際的微觀情況相差甚遠,但是作為一種能夠解釋磁場的產生的微觀機制,它已經足夠描述很多物理現象了,把乙個分子看做是乙個小磁針雖然是乙個很粗糙的模型,但是它大概是正確的,能解釋大部分物理問題,剩下的大都是一些涉及到量子層面的現象,比如超導等,這就到了凝聚態物理的範疇了。

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