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磁気モーメントとは?

じきもーめんと

磁気モーメントとは、物体や粒子が磁場に対してどれだけ強く、どの向きに反応するかを示す物理量です。

磁気モーメントは、物質が磁場から受けるトルク回転力)の大きさと向きを表すベクトル量です。電磁気学における基本的な物理量のひとつで、磁石の強さや向きを定量的に記述するために用いられます。

磁気モーメントが生じる原因は大きく二種類に分けられます。

  • 軌道磁気モーメント:電子が原子核の周囲を回る運動(軌道運動)によって生じます。電流ループと同様の原理で、電荷を持つ粒子が円運動すると磁場が発生します。
  • スピン磁気モーメント:電子や陽子・中性子などの素粒子が持つ固有の量子力学的な性質「スピン」に由来します。スピンは古典的には自転に例えられますが、実際には量子力学的な内部自由度です。

磁気モーメントの単位は国際単位系(SI)では「J/T(ジュール毎テスラ)」または「A・m²(アンペア平方メートル)」で表されます。また、原子・分子レベルでは「ボーア磁子(μB)」という単位が広く使われます。

磁気モーメントは物質の磁性(常磁性・強磁性・反磁性など)を理解する根幹をなす概念です。MRI(核磁気共鳴画像法)や電子スピン共鳴(ESR)など医療・材料科学の応用技術にも深く関わっています。

使い方・例文

MRI検査では、水素原子核の磁気モーメントが外部磁場に反応する性質を利用して体内の画像を撮影しています。

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