如何使用 磁矩计算器
磁矩计算器 提供轨道、自旋、总角动量三种模式，按需输入量子数。
- 选择模式 - L 模式、S 模式或 J 模式（含朗德 g 因子）。
- 输入量子数 - L、S、J 按所选模式填写。
- 读取结果 - 同时给出玻尔磁子单位与 SI 单位 J/T。
公式与原理 - 磁矩计算器
磁矩计算器 使用如下公式：
μ_L = √(L(L+1)) · μ_B
μ_S = g_S · √(S(S+1)) · μ_B, g_S ≈ 2.0023
μ_J = g_J · √(J(J+1)) · μ_B
g_J = 1 + [ J(J+1) + S(S+1) − L(L+1) ] / [ 2 J(J+1) ]| 符号 | 含义 |
|---|---|
| L、S、J | 轨道/自旋/总角动量量子数 |
| μ_B | 玻尔磁子 9.274e−24 J/T |
| g_S、g_J | 自旋与朗德 g 因子 |
假设与限制
朗德 g 因子假设 LS 耦合，对轻原子适用；重原子或强场需使用 jj 耦合或中间耦合方案。
应用场景 - 磁矩计算器
磁矩计算器 适合原子物理与凝聚态磁性的快速估算：
- 塞曼效应 - 预测中等磁场下谱线分裂。
- 顺磁离子 - 将测量有效磁矩与 √(g_J² J(J+1)) μ_B 比较。
- ESR/NMR 教学 - 展示电子磁矩约为核磁矩的 10³ 倍。
- 原子钟选态 - 碱金属原子的态选择参考。
需要 QED 级精度时请使用最新 CODATA g 因子并显式加入修正。