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ラモア歳差運動とは?

らもーさいさうんどう

ラモア歳差運動とは、磁場の中に置かれた磁気モーメントが磁場の周りをコマのように回転する運動のことです。

ラモア歳差運動(Larmor precession)とは、外部磁場の中に置かれた磁気モーメントが、磁場の方向を軸としてコマのように回転する現象です。19世紀末にアイルランド物理学者ジョセフ・ラーモア(Joseph Larmor)によって理論的に定式化されました。

電子や原子核などは固有の磁気モーメントを持っています。これらが外部磁場の中に置かれると、磁場からトルク(回転力)を受けます。しかしコマが重力に対して倒れずに回転し続けるように、磁気モーメントは磁場の方向に一致しようとしながらも、その周りを一定の角速度で歳差運動します。この歳差運動の周波数をラーモア周波数といい、磁場の強さと粒子固有の定数(磁気回転比)の積で決まります。

ラモア歳差運動は以下のような場面で重要な役割を果たしています。

  • 核磁気共鳴(NMR):原子核のラーモア周波数に合わせた電波を照射することで共鳴が生じ、物質の構造解析に使われる
  • MRI(磁気共鳴画像法):人体内の水素原子核の歳差運動を利用した医療診断
  • 電子スピン共鳴(ESR):電子の歳差運動を用いた物質評価
  • 陀螺羅針儀や加速度センサ:磁気的回転の検出への応用

このように、ラモア歳差運動は量子力学・物性物理・医療技術にまたがる基礎的な概念です。

使い方・例文

病院のMRI検査では、体内の水素原子核がラモア歳差運動をする周波数に合わせた電波を照射・検出することで、臓器の断面画像を得ています。

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