Techniklexikon

atomares magnetisches Moment

tritt auf, wenn der Gesamtdrehimpuls eines Atoms von null verschieden ist. Der Gesamtdrehimpuls bzw. das dadurch hervorgerufene magnetische Moment setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: dem Bahnmoment, das durch den Bahndrehimpuls L des Elektrons hervorgerufen wird (Bahnmagnetismus), dem Spinmoment, das vom Spin des Elektrons herrührt, und dem magnetischen Moment des Atomkerns. Das magnetische Moment M_E der Elektronenhülle eines Atoms ist dem Gesamtdrehimpuls der Elektronen (J) entgegengerichtet:

  ,

mit g_J: g-Faktor, m_B: Bohrsches Magneton. Der g-Faktor gibt das Verhältnis des Drehimpulses zum erzeugten magnetischen Moment an. Bei reinem Bahnmagnetismus ist g = 1, bei reinem Spinmagnetismus ist g = 2 (unter Vernachlässigung von quantenelektrodynamischen Effekten). Das magnetische Moment M_K des Atomkernes M_K lässt sich analog beschreiben:

 ,

g_I: g-Faktor des Kernes, m_K: Kernmagneton, I: Kernspin.

Die einzelnen magnetischen Momente sind Vektoren, die nach den Regeln der Addition von Drehimpulsen zusammengesetzt werden. Viele Effekte beruhen auf der Wechselwirkung der magnetischen Momente untereinander (Feinstruktur, Hyperfeinstruktur) oder auf der Wechselwirkung des Atoms mit äusseren magnetischen Feldern (Zeeman-Effekt).