怎样判断磁力矩的方向_磁力矩_磁力矩和磁矩(3)

按照上述引文思路，我们可以将洛伦兹运动图景描述为图-9形式，也可以用图-10的立体形式来表示。

从图-9中可见：正电荷顺时针自旋时，其自旋轴上方为N极（逆时针为S极），自旋磁场与公转磁场方向相异，出现相斥现象，且自旋时针与公转时针方向相反；负电荷逆时针自旋时，其自旋轴上方为S极（顺时针为N极），自旋磁场与公转磁场方向相同，出现相吸现象，且自旋时针与公转时针方向相同；即正负电荷从本质上就是一种粒子形式，只不过我们忽略了对自旋陀螺上下不同位置处自观测、测定时，其自旋时针方向是相反的这一细节，才会将电荷分为正负二种。

从图-9、图-10中我们得到启示：自旋物体都会产生自旋磁场，当它在另一个磁场空间或运动到另一个磁场空间时都会产生曲线运动现象，即洛伦兹运动，由此，可以将洛伦兹运动形式作进一步推广：

如图-11所示，中心大磁铁与绕

体小磁铁可构成一个稳定的绕旋系统，那么，在“质-电系”和“地-太系”中，中心体质子、太阳都有自旋和磁场存在，将它们用图表示就是图-12、图-13，仔细分析可以发现，带有自旋磁场的电子或地球，当它们绕质子或太阳运动时也就是一种洛伦兹运动现象，只不过中心磁场的分布形态与表现形式不同于我们平时所看到的产生洛伦兹运动的磁场罢了。

5对量子力学磁矩含义的分析

5.1量子力学磁矩描述及其不合理性

量子力学磁矩概念是从电磁学中载流线圈磁矩概念移植过来的，但这种直移被运用到电子绕原子核运动中去时就表现出一些不合理性，为什么这么说，看看它移植推导与应用过程就会发现它的不合理性所在。

“按照经典模型，电子的轨道运动相当于一个闭合电路中的电流，而一载流回路的磁矩,其中 为电流，为回路包围的面积。在轨道上任一点电子每周期 通过一次，故 ,其中为电子电荷。设轨道是椭圆的，如图1-33所示。则

式中为角速度，为角动量，它是守恒量，故可以从积分号内提出来。将推出结果代入 得：

，(1.129)

式中和分别是电子的电荷和质量。鉴于角动量的取值是以 为单位量子化的，可再（1.129）式中在角动量的数值上除以使它化为整数，同时在比例系数 上乘 ，于是我们有，式中

(1.130)

称为波尔磁子，它是电子磁矩的量子化单位。对于核磁矩，波尔磁子表达式（1.130）分母中的电子质量要换成质量，数量大了三个数量级，于是波尔磁子单位小了三个数量级，在计算原子磁矩时核磁矩可以忽略不计”。[5]

通过上面引述，可以看出以下几个问题：

（1）、电磁学中，磁场中载流线圈二边所受的安培力、对线圈转动而言是力矩概念，量子力学在移植电磁学磁矩概念时并没有明确原子核磁力线是如何分布的，是不是与电子运动方向垂直？能不能构成力矩概念？

（2）、用来定性认为是类似于线圈中的电流，这是不妥的。电流的本意是单位时间内通过导体任一横截面的电量（电子个数），有描述形式，图-14，这里的“横截面”是与电子流动方向垂直的；如图-15所示，电子在导线中流动形成电流概念的平面是，而不是，但如图-1.33所示，在量子力学中，电子运动轨迹所产生的面积与电子运动方向是在同面上，因此，用来表示该面积内的电流，这与电磁学中电流的定义有根本性的出入，且不说电子运动方向与其轨迹共面，单就用取代就存在不合理部分。

（3）、在线圈磁矩中，导线内带电粒子流动时产生的安培力与线圈转动平面半径只构成力矩或力偶矩关系，不构成角动量关系；而量子力学中电子自旋磁矩是与电子绕原子核作曲线运动时的角动量相联系的，没有力矩或力偶矩关系。因此用线圈磁矩来表达电子绕原子核运动的自旋磁矩是极不合理的。

（4）、力矩概念中，线圈一边所受的安培力方向与线圈平面是垂直的，而量子力学中，核外电子所受的原子核引力方向与电子轨道平面是共面的。