Momentos magnéticos de los nucleones

Estaba comparando mis notas de la clase de física nuclear (nivel de pregrado) sobre los momentos magnéticos de los nucleones con la explicación de Krane.

En mis notas escribí que hay dos tipos de momentos magnéticos:

  1. El primero es el orbital. esta escrito como m yo = gramo yo yo m norte donde l es el número cuántico orbital. yo tambien escribi eso m yo = gramo yo L para que este vector sea paralelo a L .

  2. El segundo es el de giro. esta escrito como m s = gramo s s m norte donde s es el número cuántico de espín, s=1/2 para nucleones. Su forma vectorial es m s = gramo s S para que este vector sea paralelo a S

Entonces, el momento magnético total es m j = m yo + m s dónde m j = gramo j j . El siguiente paso en las notas es encontrar el valor de gramo j . Yo escribí esa | m j | = | m yo | porque θ + | m s | porque φ dónde φ es el ángulo entre S y j y θ es el ángulo entre L y j . En el siguiente paso sustituyo | m yo | con gramo yo ( yo ( yo + 1 ) ) 1 / 2 , | m s | con gramo s ( s ( s + 1 ) ) 1 / 2 y | m j | con gramo j ( j ( j + 1 ) ) 1 / 2 .

Así que aquí está mi problema: ¿por qué es | m yo | diferente de m yo ? De hecho, el primero está escrito como gramo yo | L | y el segundo como m norte gramo yo yo . Lo mismo sucede con | m s | y m s .

También: En mis notas escribí que m j no es paralelo a j y está, de hecho, girando alrededor j . Entonces por qué m j = gramo j j ? No debería m j y j ser paralelo de esta manera?

Gracias de antemano.

Respuestas (1)

También: En mis notas escribí que m j no es paralelo a j y está, de hecho, girando alrededor j . Entonces por qué m j = gramo j j ? No debería m j y j ser paralelo de esta manera?

Los operadores de momento angular L^2 y L(z) conmutan con hamiltoniano y se pueden medir simultáneamente dando los valores propios l(l+1) h_bar^2 y mh_bar ,

sin embargo, los otros componentes de L, a saber, L(x) y L(y), no conmutan junto con **L(z)**, por lo que no se pueden medir simultáneamente... lo que significa que la dirección de L permanece indeterminada.

por lo que no se puede hablar de la dirección específica del vector L del momento angular orbital.

Entonces, cuando describimos el momento magnético de un núcleo mue(j) = mue(l) + mue(s) (1) entonces

mue(l) = g(l). Mue(N). sqrt (l(l+1)) ,

donde mue(N) es el momento magnético del nucleón

Para el neutrón, como está descargado, mue(l) será cero y para el protón g(l)=1

entonces para protón

mue(lp)= mue(N). sqrt(l(l+1)) ....(2)

Como los nucleones son partículas de espín 1/2, los valores QM del momento magnético intrínseco se pueden escribir como

mue(s) = g(s). Mue (N) . sqrt(s(s+1))..... (3)

Componente de momento magnético total en la dirección j

mue(j) = mue(l) cos (l, j) + mue(s) .cos (s,j)

Esos términos de coseno se pueden calcular en términos de valores de l, s y j.

Además, se debe considerar el último nucleón en el modelo extremo de una sola partícula (en el núcleo impar A) y su estado que determina el momento magnético. Incluso para núcleos pares, el espín resultante es cero.

por lo tanto, la descripción clásica no es posible. Aunque he visto el dibujo del modelo vectorial del acoplamiento del momento angular, pero

Creo que todos sus diagramas no son medibles. cuando se impone el campo magnético externo, se miden las proyecciones a lo largo del eje z.

Para más detalles ver

Física atómica y nuclear, Vol-II,SN Ghoshal,S. Chand & Co., Nueva Delhi > India, Segunda edición 1998

Un pequeño esfuerzo para escribir usando MathJax contribuiría en gran medida a mejorar esta respuesta.