粒子の電気および磁気特性
粒子は、電気特性と磁気特性の両方を持つことができます。これが故障です:
電気物質:
* チャージ: これは、粒子が電磁場とどのように相互作用するかを支配する基本的な特性です。粒子は、積極的に帯電したり、否定的に帯電したり、中性です。
* 電気双極子モーメント: これは、粒子または粒子のシステム内での正と負の電荷の分離を説明しています。これは、粒子が電界に整列する傾向の尺度です。
* 偏光: これは、粒子の電荷分布が外部電界によって歪む能力を指します。高分極可能な粒子は、電界の影響を受けやすくなります。
磁気特性:
* 磁気双極子モーメント: これは、粒子の固有の磁場の尺度です。それは、粒子の内部角運動量(スピン)から生じ、帯電した粒子の場合、その軌道運動から生じます。
* 磁気感受性: これは、外部磁場に応じて粒子がどれほど強く磁化されるかを説明しています。
* 磁化: これは、材料の単位体積あたりの全体的な磁気双極子モーメントです。それは、磁性感受性と印加磁場の強度に依存します。
これらの特性がさまざまな種類の粒子に現れる方法は次のとおりです。
* 電子と陽子: これらの基本粒子には電荷があります。電子は負に帯電し、陽子は正に帯電します。また、スピンのために磁気双極子モーメントもあります。
* 中性子: 中性子は電気的に中性ですが、クォークの内部構造のため、まだ磁気双極子モーメントがあります。
* 原子: 原子は電気的に中性ですが、それらの構成電子と核は、原子の全体的な電気および磁気特性に寄与する可能性があります。たとえば、電子雲が対称的に分布していない場合、原子は永続的な電気双極子モーメントを持つことができます。
* 分子: 分子には、永久的および誘導された電気双極子と磁気双極子の両方があります。これらの双極子の性質と強度は、分子内の原子の配置とそれらの個々の電気および磁気特性に依存します。
キーポイント:
* 電気特性と磁気特性は相互接続されています: 磁場で移動する電荷は力を経験し、磁場を変えると電界が誘発されます。
* 量子力学が不可欠です: これらの特性の詳細の多くは、量子電荷、スピン、および磁気モーメントの存在を説明する量子力学によって支配されています。
粒子の電気的および磁気特性を理解することは、原子や分子の相互作用からレーザーや電気モーターの動作まで、電磁界での物質の挙動を理解するために重要です。