자석 내부의 자기모멘트는 일정한 방향을 가지고 있다. (S->N)
전자의 경우에는 전자스핀에서 기인하는 자기모멘트가 있다. 전자가 내부에 축을 가지고 스핀운동을 한다고 보고 양자역학 이론을 이용하면 전자는 ±9.1×1024 A․m2의 스핀자기모멘트를 가진다. 여기서 자기 모멘트의 방향은 회전축의 방향과 일치한다.
외부 자기장을 걸어주게 되면, 자기모멘트는 외부 자기장의 방향을 향해 정렬하려고 한다. 전자의 스핀 축(스핀자기모멘트)의 방향이 외부 자기장의 방향과 일치할 경우, 전자에는 아무런 변화가 없다. 하지만 스핀 축이 기울어진 상태로 자기장에 놓이면, 스핀자기모멘트의 방향이 외부 자기장의 중심방향으로 움직이게 된다. 외부 자기장의 중심에 가까울수록 자기장이 커짐에 따라 점차 가속이 되면서 움직이게 된다. 이 가속에 의해 중심방향을 지나 감속이 되면서 멈추고 다시 정렬하기 위해 중심방향으로 향하는 운동을 계속 하게 되는데, 축이 계속 자기장의 방향 중심으로 왔다갔다 움직이게 되고, 전자의 회전 운동에 의해 자기모멘트는 각운동의 역학적 특성을 띄게 되며 두 힘의 상호작용으로 인해 축이 외부자기장의 중심으로 회전하게 된다.
부연 설명을 하면, 자기모멘트라는 것은 dipole magnetic moment 로서 그 system 이 얼마나 어떤 형태로 ‘자석화‘ 되어 있느냐 하는 것인데. 자기모멘트가 존재한다는 것은 그 system 이 자석처럼 행동한다는 것이다.
개인적인 견해 일지도 모르지만, 자석이나 전자의 스핀이나 자기모멘트의 방향은 존재 하는 것이고, 그 방향은 일정하다. 즉 자석도 전자의 스핀과 같은 운동을 하게 되면 세차 운동을 할 수 있을 것 같다. 자석이 약간 기울어진 상태로 자기장에 놓이면, 자석은 좌우로 왔다 갔다 하는 운동을 할 것이며, 자석을 기울어진 상태에서 회전을 시키면 자석역시 세차운동을 할 수 있다고 예상된다.
전자기학적 관점을 조금 응용 하였습니다. |
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