Лармора прецессия

Ла́рмора прецессия

Дополнительное вращение как целого («прецессия») устойчивой системы одинаковых заряженных частиц, например электронов атома, возникающее при наложении на систему однородного постоянного (достаточно слабого) магнитного поля, направление которого и служит осью вращения. На существование Л. п. впервые указал (1895) Дж. Лармор. Согласно теореме Лармора, при наложении однородного магнитного поля H уравнения движения системы электронов сохраняют свою форму, если перейти к системе координат, равномерно вращающейся вокруг направления поля с угловой частотой ω_L = eH/2mc [в абсолютной системе Гаусса (см. СГС система единиц)], где е и m — заряд и масса электрона, с — скорость света. Частота ω_L называется ларморовой частотой. Т. о. (на языке полуклассической теории атома Н. Бора), магнитное поле вызывает прецессию орбиты каждого атомного электрона с частотой ω_L вокруг направления поля (см. рис.). Л. п. обусловлена действием на заряженные частицы магнитной части Лоренца силы (См. Лоренца сила) и аналогична прецессии оси волчка (Гироскопа) под действием силы, стремящейся изменить направление оси его вращения.

Теорема Лармора верна, если ω_L мала по сравнению с собственными частотами обращения частиц в отсутствие магнитного поля. Для электронов даже в очень сильных магнитных полях с Н~10⁶ э ω_L ~10¹³ сек^-1, тогда как частота обращения электрона в атоме имеет порядок (4Z²/n³)․10¹⁶ сек^-1 где Z — заряд ядра, n — главное квантовое число; вследствие этого теорема Лармора имеет очень широкую область применимости. В результате дополнительного вращения электронов системы в магнитном поле (Л. п.) возникает магнитный момент системы. Поэтому на основе Л. п. можно объяснить явление Диамагнетизма, нормальный Зеемана эффект, магнитное вращение плоскости поляризации.

Лит.: Беккер P., Электронная теория, пер. с нем., М. — Л., 1936; Ландау Л. Д. и Лифшиц Е. М., Теория поля, 5 изд., М., 1967 (Теоретическая физика, т. 2).

Г. В. Воскресенский.

Прецессия орбиты электрона (с зарядом -е) в магнитном поле H; ось орбиты OO' описывает конус вокруг направления H.