¿Por qué el momento magnético de un protón es más débil que el del electrón?

Sé que el núcleo de un átomo no contribuye a la magnetización de un átomo o material, y que los momentos magnéticos de los protones son mucho más débiles que los de los electrones. ¿Por qué el momento magnético de un protón es más débil que el del electrón?

Nota: sé que los electrones en realidad no giran (se describen mediante funciones de onda).

Respuesta semiclásica perezosa: tienen el mismo momento angular y el protón es mucho más pesado, por lo que tiene una velocidad angular clásica mucho más baja.
Sí, pero esperaba alguna explicación mecánica cuántica. ¡Gracias!
La respuesta mecánica cuántica saldrá más o menos igual con mucho más trabajo, fwiw.
Entonces, al final, ¿todo se trata de la masa?
Sí, hay muchos detalles ahí, pero finalmente obtendrás un resultado que depende de la masa y el giro intrínseco. Estará cerca de la imagen clásica, pero tendrá algunos factores diferentes al frente.
Veo. Si conoce algún buen enlace que discuta esto con más detalle, sería apreciado. Si no, está bien.
Cualquier libro QFT cubrirá esto.
@JerrySchirmer Dijiste "entonces tiene una velocidad angular clásica mucho más baja". Creo que quisiste decir "velocidad clásica" distinta de "velocidad angular clásica" como velocidad angular ( ω ) es el mismo para el electrón y para el protón en el átomo de hidrógeno clásico.
@verdelite, ¿la "velocidad angular de giro" es la misma? Ambos tienen momento angular de espín ℏ / 2 , y muchos órdenes de magnitud de diferencia en su masa (además, el protón no es una partícula puntual, por lo que su "momento de inercia" sería mayor por unidad de masa), ¿verdad?

Respuestas (1)

El momento magnético nuclear está dado por metro norte → = gramo norte m norte I → , dónde I → es un espín del núcleo, gramo norte es gramo -factor y m norte = mi ℏ 2 metro pag es un magnetón nuclear.

El momento magnético orbital del electrón está dado por metro → = − m B yo → , dónde yo → es un momento angular (más precisamente - operador de momento angular) y m B = mi ℏ 2 metro mi es un magnetón de Bohr.

para protones ⟨ metro → norte ⟩ ≈ 2.793 m norte .

Por lo tanto relación ⟨ metro → ⟩ ⟨ metro → norte ⟩ ≈ m B m norte ≈ 2000 2.793 ≈ 700 .

¿Por qué el momento magnético de un protón es más débil que el del electrón?
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