磁旋比、玻尔磁子

2026-02-10

  在经典电磁学中,若点电荷绕一点做圆周运动,那么它的磁旋比也同样是 $q/(2m)$。

  把上面的推导稍加改变可以发现,若电荷分布在物体的外表面,那么磁旋比将比该值要大:

  狄拉克的相对论电子理论对于这一现象给出了解释。 在之前的例题中,我们就已经认识到直接的将电子看作为一个自旋的球体是危险的,这也就引发了经典推论的错误结论。

  在非相对论量子力学理论下考虑自旋-轨道作用时,当然有 $g=1$。不过在狄拉克所提出来的相对论量子力学理论中,电子的 $g$ 因此恰好是 $2$。在量子电动力学中,因为电子与真空能量的电磁涨落相互作用,朱利安·施温格(Julian Schwinger)对其有微小的修正:\begin{equation} g_e = 2+\frac{a}{\pi}+\cdots = 2.002\cdots~ \end{equation}这些对于电子反常磁矩的实验测量和理论推导是近代物理最为辉煌的成就之一。

  2.^你可以想象这个质点是一个满足上述条件的小刚体,就可以直接套用上面的推导过程了。